BAB I. PENDAHULUAH
BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.3. Polietilena
Struktur dari polietilena merupakan bahan termoplastik yang transparan, berwarna putih mempunyai titik leleh bervariasi antara 1100 C-1370 C. Struktur ini dapat dilihat pada gambar 2.9.
CH2 CH2 Gambar 2.9. Polietilena.
Umumnya polietilena bersifat resisten terhadap zat kimia. Pada suhu kamar, polietilena tidak larut dalam pelarut organik dan anorganik (Bilmeyer, 1994). Polietilena dapat teroksida di udara pada temperatur tinggi atau dengan sinar UV. Struktur rantai polietilena dapat berupa linier, bercabang atau berikatan silang seperti yang terlihat pada gambar 2.10.
a.
b.
c.
Gambar 2.10. Struktur rantai polietilena a. HDPE, b. LDPE, c. LLDPE. Beberapa jenis polietilena antara lain Low Density Polyethylene (LDPE), High Density Polyethylene (HDPE) dan Linear Low Density Polyethylene (LLDPE). Low Density Polyethylene (LDPE) memiliki struktur rantai
percabangan yang tinggi dengan cabang-cabang yang panjang dan pendek. Sedangkan High Density Polyethylene (HDPE) mempunyai struktur rantai lurus, Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) memiliki rantai polimer yang lurus dengan rantai-rantai cabang pendek. HDPE (High Density Polythylene), LDPE (Low Density Polyethylene), sebaliknya dengan sedikit cabang-cabang pada rantai terutama akan memperkuat gaya-gaya ikatan antar molekuil. Dengan berdekatannya rantai-rantai utama akan menaikkan kristalinitas, rapat massa dan kekuatannya.
Adanya beberapa struktur dari polietilena akan mempunyai sifat fisik dan kimia dari bahan polimer. Struktur rantai bercabang mempunyai kekuatan yang lebih rendah karena cabang-cabang akan mengurangi gaya-gaya ikatan antar molekul. Adanya rantai-rantai cabang pada rantai polimer sehingga merupakan polimer linier yang mempunyai kristalinitas tinggi.
Proses pembuatan rantai panjang dari polimer termoplastik polietilena secara umum dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu :
1. Proses dengan kondisi dan tekanan tinggi yang menghasilkan LDPE (Low Density Polyethylene).
2. Proses dengan kondisi pada tekanan rendah yang menghasilkan HDPE (High Density Polyethylene)
Proses pada tekanan tinggi dengan kondisi tekanan (PO)>1000 atm dan temperatur 100-3000C pertama kali diperkenalkan di England tahun 1933. Polietilena yang dihasilkan pada proses ini mempunyai berat molekul tinggi, mengandung rantai-rantai cabang yang banyak dan kristalinitas rendah/sedang
proses polimerisasi ini ternyata kurang begitu menguntungkan sehingga dilakukan penelitian selanjutnya. Sekitar tahun 1953 Karl Ziegler dari Jerman menemukan proses polimerisasi, proses ini dilakukan pada tekanan dan temperatur kamar dengan bantuan katalis yang disebut katalis Ziegler Natta, yaitu yang merupakan senyawa kompleks yang terbentuk dari alkil aluminium yang dikombinasikan dengan titanium klorida.
Polietilena yang dihasilkan mempunyai berat molekul yang tinggi, polimer lebih kaku dibandingkan dengan polimer yang dihasilkan pada tekanan tinggi. Kekakuan tersebut disebabkan tidak adanya rantai-rantai cabang pada rantai polimer sehingga merupakan polimer linier yang mempunyai kristalinitas tinggi.
Polietilena adalah polimer yang termasuk golongan poliolefin, dengan berat molekul rata-rata (Mw) = 50.000 – 300.000. Jenis polietilena yang banyak digunakan adalah LDPE (Low Density Polyethylene) yang mempunyai rantai cabang digunakan sebagai pengemas yaitu sekitar 44,5 % dari total plastik kemas kemudian diikuti HDPE (High Density Polyethylene) yang tidak mempunyai rantai cabang tetapi merupakan rantai utama yang lurus kurang lebih 25,4 % (Curlee, 1991).
Sifat-sifat dari polietilena sangat dipengaruhi oleh struktur rantai dan kerapatannya. Low Density Polyetylene (LDPE) lebih bersifat elastis dibanding High Density Polyethylene (HDPE). Hal ini karena kristalinitasnya rendah disebabkan oleh adanya cabang-cabang dari rantai polimer, sedangkan High Density Polyethylene (HDPE) mempunyai sifat kristalinitasnya lebih tinggi dan lebih kaku, karena High Density Polyethylene (HDPE) merupakan polimer linier.
Dengan adanya perbedaan bentuk rantai dan kerapatan ini dapat menyebabkan perbedaan sifat kedua jenis polietilena tersebut. Sedangkan LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) merupakan satu jenis polietilena yang paling prospektif karena kemudahan proses pembuatan dapat diproduksi dalam berbagai pembuatan yaitu proses polimerisasi menggunakan berbagai jenis katalis Ziegler Natta. Sifat-sifat linear Low Density Polyethylene (LLDPE) sangat dipengaruhi oleh kromonomer yang ditambahkan.
Linear Low Density Polyethylene (LLDPE) dapat digunakan dalam berbagai produk dan aplikasi, juga sebagai pengemas. Linear Low Density Polyethylene (LDPE) dipakai dalam bentuk film, botol, tabung lipat, tas, dan penutup (Cowd, 1991). Pengaruh irradiasi terhadap LLDPE dapat menimbulkan berbagai fenomena pada kondisi irradiasi yang diterapkan. Jika dilakukan irradiasi hampa udara, terjadi pengurangan berat, akibat hilangnya hidrogen. Analisis spektra FTIR menunjukkan bertambahnya gugus tak jenuh. Selain itu dapat juga terjadi reaksi ikatan silang yang menggambarkan kekuatan tarik LLDPE meningkat (Mark 1970).
Polietilena adalah polimer yang selalu digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan secara populer dikenal sebagai plastik. Polimer ini banyak digunakan di antaranya adalah untuk pembuatan tas, kemasan botol sampo, mainan anak-anak dan sebagainya. Polietilena adalah material yang dapat dibentuk sesuai dengan yang diinginkan, strukturnya sangat sederhana dan merupakan polimer yang sangat komersil. Molekul polietilena merupakan atom karbon rantai panjang, dengan dua atom hidrogen mengikat masing-masing
setiap atom karbon. Di bawah ini akan ditunjukkan gambar 2.11 dari polietilena dengan rantai atom karbon yang panjangnya bisa sampai beberapa ribu atom.
Gambar 2.11. Polietilena dengan rantai atom karbon
Polietilena linier normalnya dihasilkan dengan berat molekul 200.000 sampai 500.000 dan bahkan bisa dibuat lebih besar lagi. polietilena dengan berat molekul tiga sampai enam million yang dapat dihasilkan sebagai ultra-high molecular weight poliethylene atau UHMWPE. UHMWPE dapat dipergunakan untuk membuat serat yang sangat kuat.
Polietilena adalah polimer vinil yang dibuat dari monomer etilena dan ini adalah salah satu model monomer etilena. Polietilena yang mempunyai cabang dibuat dari polimerisasi radikal vinil. Polietilena linier dapat dibuat dengan menggunakan prosedur yang sangat komplit yang disebut dengan polimerisasi Ziegler Natta.
Polimerisasi Ziegler-Natta dapat juga digunakan untuk membuat LDPE. Dengan kopolimerisasi monomer etilena dengan sebuah ikatan monomer juga salah satu memperoleh kopolimer yang mempunyai ikatan pendek hidrokarbon dan kopolimer seperti ini disebut linier low-density polietilena atau LLDPE.