Makalah Poliester FIXXXXX

BAB I BAB I

PENDAHULUAN PENDAHULUAN A. L

A. LATATAR BELAKANGAR BELAKANG

Indonesia pada saat ini sedang dalam mengalami masa pembangunan, termasuk  Indonesia pada saat ini sedang dalam mengalami masa pembangunan, termasuk   pembangunan

 pembangunan dalam dalam bidang bidang industri industri yang yang salah salah satunya satunya adalah adalah industri industri polyester.polyester. Terephthalic Acid

Terephthalic Acid merupmerupakan akan salah salah satu satu bahan bahan baku baku utamutama a pada pada induindustri stri polyespolyester,ter, sehingga

sehingga dengan dengan bertambahnya bertambahnya pabrik pabrik pabrik pabrik polyester tersebut polyester tersebut maka maka kebutuhan kebutuhan akanakan Terepthalic Acid

Terepthalic Acid  juga  juga meningkat. meningkat. ProduksiProduksi Terepthalic AcidTerepthalic Acid di Indonesia masih belumdi Indonesia masih belum dapat mencukupi kebutuhan dalam negeri, sehingga masih dilakukan impor dari luar  dapat mencukupi kebutuhan dalam negeri, sehingga masih dilakukan impor dari luar  negeri.

negeri.

Benang adalah salah satu bahan baku industri tekstil, baik itu berasal dari serat Benang adalah salah satu bahan baku industri tekstil, baik itu berasal dari serat alam maupun serat sintetis. Namun demikian, serat alam semakin terbatas, maka untuk  alam maupun serat sintetis. Namun demikian, serat alam semakin terbatas, maka untuk  memenuhi keterbatasan itu, kebutuhan bahan baku tekstil benang harus dipenuhi dengan memenuhi keterbatasan itu, kebutuhan bahan baku tekstil benang harus dipenuhi dengan serat sintetik yang sebagian besar terbuat dari polyester. Konsumsi serat polyester ini serat sintetik yang sebagian besar terbuat dari polyester. Konsumsi serat polyester ini terus mengalami peningkatan dan telah mengalahkan kapas. Kecenderungan ini akan terus mengalami peningkatan dan telah mengalahkan kapas. Kecenderungan ini akan terus berkembang di masa yang akan datang. Hal ini disebabkan produksi polyester  terus berkembang di masa yang akan datang. Hal ini disebabkan produksi polyester  lebih cepat, aman, ringan, dantidak menunggu panen kapas.

lebih cepat, aman, ringan, dantidak menunggu panen kapas.

Polyester ini diperoleh dari pengolahan serat benang sintetis (synthetic fibre Polyester ini diperoleh dari pengolahan serat benang sintetis (synthetic fibre dari hasil proses !thylene "lycol (!"

dari hasil proses !thylene "lycol (!" terephthalic acid terephthalic acid .. Terepthalic Acid Terepthalic Acid  sen

sendirdiri i beraberasal darisal dari  paraxylene paraxylene (P# (P# yang merupyang merupakan akan produproduk k aromatik aromatik dengandengan  bahan

 bahan bakubaku heavy naphthaheavy naphtha yang yang berasal berasal dari dari minyak minyak bumi.bumi. $engantisipasi

$engantisipasi sangat sangat tingginya petumbuhan kebutuhan serat tingginya petumbuhan kebutuhan serat polyester polyester dandan  bahan bakunya maka

 bahan bakunya maka beberapa negara sbeberapa negara sedang membangun industri bahan edang membangun industri bahan baku baku industriindustri %P

%P% % (t(tekekststil il dadan n prprododuk uk tektekststilil  yayang ng teterdrdiriri i dadari ri $!$!",",  Paraxylene Paraxylene dandan Terepthalic Acid 

B. RUMUSAN MASALAH

&. 'pa pengertian poliester 

). *elaskan + rute kondensasi pada polimer  +. ebutkan dan jelaskan jenis-jenis poliester 

. Bagaimana proses pembuatan P!% (poliethylen terephtalate  /. ebutkan pengaplikasian dari poliester 

BAB I

PENDAHULUAN A. PENGERTIAN POLIESTER 

Poliester merupakan bahan baku produksi plastik jenis termoset. Poliester memiliki  berat molekul yang tinggi dan titik lebur yang tinggi. Poliester sering digabungkan dengan  polimer lain untuk menambah kualitasnya, seperti pada poliester resin yang digabungkan dengan gelas fiber, dapat diperoleh polimer plastik yang kuat, kokoh, tahan terhadap suhu atau tidak mudah meleleh. 0ontoh pada perahu boat, alat-alat olah raga, dan alat-alat listrik  (Bhatnagar, )11. alah satu jenis poliester adalah polifenil ester. Polimer ini di proses melalui metode polimerisasi kondensasi dengan reaksi sebagai berikut2

H3343H 5 46 (030l) H73430346038n0l 5 H0l

9engan 46 merupakan aril radikal

B. TIGA RUTE KONDENSASI PADA POLIESTER 

%idak seperti polimerisasi adisi, pada reaksi polimerisasi ini, tidak terjadi tahap inisiasi dan terminasi. 4antai polimer yang bertumbuh ketika reaksi terjadi merupakan reaksi random antara dua grup reaktif dengan menghasilkan senya:a sederhana sebagai hasil samping.

*enis reaksi ini termasuk dalam  step-growth polymerization dan polimer yang dihasilkan melalui reaksi ini disebut dengan step-growth polymer.

ebagian besar reaksi dalam polimerisasi kondensasi melibatkan reaksi kondensasi seperti esterifikasi, pertukaran ester, atau amidasi. Pada proses pembentukan poliester  aromatik seperti poly(ethylene terephthalate atau P!%, terdapat dua rute reaksi yaitu  poliesterifikasi antara terephthalic acid dan ethylene glycol atau reaksi poli-inter-esterifikasi antara dimethyl terephthalate dengan ethylene glycol. Kedua jenis reaksi tersebut terjadi dengan melibatkan monomer yang bersifat bifungsional dan memiliki gugus fungsi yang sama di setiap ujungnya. 3leh karena itu terdapat istilah '-';B-B step-growth condensation- polymerization.

&.

).

*enis reaksi yang lain, misalnya reaksi pembentukan polyester alifatik seperti  polycaprolactone, terjadi melalui self-condensation dari <-hydrocaproic acid. Pada reaksi ini, monomer yang digunakan hanya satu jenis yang memiliki gugus fungsi berbeda di kedua ujungnya. ehingga untuk reaksi ini kadang disebut juga dengan '-B  step-growth condensation-polymerization.

+.

C. JENIS-JENIS POLYESTER  1. Polietilena Tee!talat "PET

Polietilena tereftalat (disingkat P!%, P!%! atau dulu P!%P, P!%-P adalah suatu resin polimer  plastik termoplast dari kelompok poliester.   P!% banyak diproduksi dalam industri kimia dan digunakan dalam serat sintetis, botol minuman dan :adah makanan, aplikasi thermoforming, dan dikombinasikan dengan serat kaca dalam resin teknik. P!% merupakan salah satu bahan mentah terpenting dalam kerajinan tekstil.

Struktur kimia polietilena tereftalat 

P!% dapat berupa padatan amorf (transparan atau sebagai bahan semi kristal yang  putih dan tidak transparan, tergantung kepada proses dan kondisi termalnya. $onomer nya dapat diproduksi melalui esterifikasi asam tereftalat dengan etilen glikol dan air sebagai hasil sampingnya. $onomer P!% juga dapat dihasilkan melalui reaksi transesterifikasi etilen glikol dengan dimetil tereftalat dengan metanol sebagai hasil samping. Polimer P!% dihasilkan melalui reaksi polimerasi kondensasi dari monomernya. 4eaksi ini terjadi sesaat setelah esterifikasi;transesterifikasinya dengan etilen glikol sebagai produk samping (dan etilen glikol ini biasanya didaur ulang.

Kebanyakan (sekitar =1> dari produksi P!% dunia digunakan dalam serat sintetis, dan produksi botol mencapai +1> dari permintaan dunia. 9alam penggunaannya di bidang tekstil, P!% biasanya disebut dengan poliester saja.

#. PTT "$ol%ti&et'%lene tee$'t'alate

ebagai berputar polimer baru, erat P%% adalah singkatan polytrimethylene terephthalate, dikembangkan oleh hell 0hemical di &??/. erat P%%, erat P!% (etilena tereftalat dan PB% serat (tetrametilena terephthalate milik polyester, berputar dengan jenis yang sama polimer. erat P%% menggabungkan dengan karakteristik poliester dan nilon. elain resistensi regangan yang baik, erat P%% memiliki pencelupan yang baik, perasaan lembut dan elastisitas yang sangat baik. 9iperpanjang serat P%% adalah sama dengan spande#. 9ibandingkan dengan spande#, erat P%% lebih mudah untuk pengolahan dan lebih cocok untuk pakaian. ebaliknya, erat P%% memiliki kering, kaku dan halus. @ntuk itu, erat P%% akan menggantikan polyester dan nylon, banyak digunakan dalam abad ke-)&. Karakteristik serat P%%2

• erat P%% memiliki kelembutan baik.

• erat P%% memiliki elastisitas yang nyaman (lebih baik dari serat P!%, erat

PB% dan serat PP, setara dengan nilon = atau nilon ==.

• erat P%% memiliki diperpanjang baik (panjang dapat dipulihkan ketika serat

diperpanjang oleh )1>.

• erat P%% memiliki pencelupan yang baik, properti pencetakan tekstil (&&1℃

A &)1 ℃_{, membubarkan pe:arna dapat digunakan untuk pencelupan, tahan}

luntur :arna yang superior, tahan luntur cahaya dan tahan polusi.

• erat P%% memiliki penggunaan yang luas. 9igabungkan dengan serat

selulosa, serat alami dan serat sintetis, erat P%% adalah bahan baku yang ideal untuk karpet, berpakaian preman, mode, pakaian dalam, olahraga setelan,  baju renang dan kaus kaki.

(. Poli)*tilen Tee!talat "PBT

Polibutilen %ereftalat (PB% adalah suatu termoplastik semi kristalin yang termasuk  ke dalam keluarga poliester. PB% banyak dipakai sebagai plastik teknik ( engineering plastic misalnya sebagai komponen sistem elektrik, konektor, soket elektrik, bobbin, serta komponen insulasi.

9alam industri tekstil, PB% dibuat menjadi serat dalam bentuk filamen. Keunggulan serat PB% dibanding serat poliester salah satunya adalah dapat dicelup di ba:ah &110 tanpa  perlu penambahan carrier sehingga disebut juga easy dyeable atau carrier free dyeable  polyester fibre. %entunya ini adalah nilai tambah yang sangat baik karena dapat meminimalkan penggunaan energi, Cat kimia (dalam hal ini carrier dan polusi bila dibandingkan dengan serat poliester yang biasanya membutuhkan penambahan carrier bila ingin dicelup pada suhu sekitar &110.

erat PB% memiliki stabilitas dimensi yang sangat baik, low moisture absorption, dan resistansi insulasi yang tinggi. elain itu sifat elektrik dan sifat mekaniknya pun baik  termasuk kekuatan dan rigiditas yang tinggi serta memiliki sifat ketahanan terhadap beberapa Cat kimia, pelarut, dan minyak. erat PB% dibuat melalui proses pemintalan leleh dengan mereaksikan dimetilen tereftalat (9$% dengan &,-butanediol ("ambar & atau asam tereftalat (%P' dengan &,-butanediol ("ambar ). eperti halnya poliester, proses  pembuatan PB% juga terjadi dalam dua tahap yaitu proses trans-esterifikasi dan  polikondensasi. Kekuatan dan stabilitas dimensinya yang baik terutama dalam keadaan basah

serta ketahanan terhadap klor membuat serat PB% sangat cocok diaplikasikan sebagai pakaian renang. 'plikasi lainnya yaitu sebagai bahan kaos kaki, pakaian dalam dan karpet.

D. INDUSTRI POLYETHYLENE TEREPTHALATE "PET+

 Polyethylene Terepthalate P!T" ini sering dikenal dengan nama  polyester memiliki rumus struktur sebagai berikut 2

'dalah suatu resin polimer termoplastik dari kelompok poliester. P!% banyak  diproduksi dalam industri kimia dan digunakan dalam serat sintetis, botol minuman, :adah

makanan, aplikasi thermoforming , dan resin teknik yang sering dikombinasikan dengan serat kaca. P!% merupakan salah satu bahan mentah terpenting dalam industri tekstil. Kebanyakan (sekitar =1> dari produksi P!% dunia digunakan dalam serat sintetis, dan  produksi botol mencapai +1> dari permintaa dunia. 9alam penggunaannya di bidang tekstil, P!% biasanya disebut dengan  poliester saja. P!% terdiri dari polimerisasi unit D unit monomer etilen tereptalat, dengan pengulangan unit 0&1HE3. P!% umumnya didaur  ulang, dan diberi angka F&G, yang menandakan simbol dapat didaur ulang.

Berdasarkan data impor statistik tahun )11)-)11, kebutuhan  polyethylene terepthalate P!T" di #ndonesia adalah sebagai berikut $

%abel &.9ata tatistik Impor Polyethylene terepthalate P!T"

Sumber $ %adan Pusat Statistik& '((' ) '((* a. Se,aa'

Pada tahun &?), *ohn 4e# hinfield dan *ames %ennant 9ickson yang bekerja pada  perusahaan 0alico Printers 'ssociation di Inggris menemukan sintetis polimer linier yang

dapat diproduksi melalui !ster !#change antara !thylene "lycol (!" dan 9imethyl terepthalate (9$% yang menghasilkan polyethylene terepthalate.

Pada perkembangan selanjutnya produksi P!% untuk serat-serat sintetis menggunakan  bahan baku %erepthalate 'cid (%P' dan !thylene "lycol (!". Produksi serat polyester 

(P!% secara komersial dimulai pada tahun &? di Inggris dengan nama dagang F%eryleneG dan pada tahun &?/+ di 'merika erikat (9upont dengan nama dagang F9acronG.

P!% dapat ber:ujud padatan amorf (transparan atau sebagai bahan semi-kristal yang  putih dan tidak transparan, tergantung kepada proses dan ri:ayat termalnya.

 9ensitas 2 5 &, g;cm+2 &,+1 g;cm+(amorf2 &,// g;cm+

(kristal

 $odulus young (! 2 )E11-+&11 $pa  Tensile strength (J_t 2 //-/ $pa  %emperatur glass (%g 2 / o0

 %itik leleh 2 )=1o0

 Konduktiitas thermal 2 1,)  ;(m.K  Kapasitas panas spesifik 2 &,1 k* ; (kg.K  Penyerapan air ('%$ 2 1,&=

 Liscositas intrinsik 2 1,=)? dl;g  Inde# rerfraksi (n₉ 2 &,/ D &,/E  Batas elastisitas 2 /1 D &/1 >

 P!% mudah larut dalam asam sulfat, asam nitrat, trifluoro asetat, fenol, meta

kresol, dan tetrakloroetan.

 Bila dipanaskan pada suhu tinggi dengan adanya air, P!% akan terhidrolisa.

P!% unggul karena titik leleh yang relatif tinggi, kesetabilan dimensi baik, kekakuan-kekuatan mekanik-ketahanan impact tinggi, serapan air-koefisien ekspansi termal rendah. ). Poe Po*/i

 Polyethylene Terepthalate P!T" dapat diperoleh dengan ) cara, yaitu melalui reaksi ester exchange antara  dimethylterepthalate +,T" dengan ethylene glycol !" dan melalui reaksi esterifikasi langsung antara terepthalate acid TPA dan ethylene glycol !".

a. Persiapan monomer %is-ydroxyethyl Terephthalate $ &. 9$% dengan !"

 b. 4eaksi Prepolimerisasi

c. 4eaksi Polikondensasi

4eaksi amping2

9ari reaksi yang telah dijelaskan maka akan dibahas lebih lanjut Industri Pembuatan Polietilen %ereptalat dengan proses;reaksi esterifikasi langsung, dengan pertimbanagan sebagai berikut 2

9eskripsi Pembuatan P!% cara Batch dengan istem lurry2

• %ranportasi %P'

%P' yang berasal dari kontainer bulk dengan bantuan N) bertekanan dikirim ke

storage tank, kemudian menuju scale tank untuk ditimbang, kemudian masuk ke /yclone  untuk dipisahkan %P' dan N)  pemba:a. %P' turun ke ba:ah masuk ke

dalam %P' Hoper, sedangkan N) masuk ke %ag 0ilter dan sebagian %P' yang terba:a

disaring dengan 0ilter /lothes.

• 9istribusi !"

!" ditransfer dengan menggunakan pompa menuju  ! measuring , setelah ditimbang !" turun dan masuk ke dalam mixing vessel agar bercampur dengan %P' dan membentu slurry.

• Persiapan Katalis b)3+

b)3+ mempunyai bentuk berupa serbuk kristal yang mudah larut dalam !" panas,

 berfungsi untuk mempertahankan stabilitas thermal dari reaksi pada proses  polikondensasi.

• Persiapan Mat Pemburam (9ulling 'gent

Persiapan %i3) dibuat mencapai konsentrasi tertentu sesuai yang diinginkan. • Proses $i#ing

emua bahan baku dari %P' hoper dan !" measuring dicampur sedikit demi sedikit dalam %angki Pencampuran dengan  Anchor Agitator dilengkapi Pemecah aliran

secara konstan dengan kecepatan /1-=1 rpm. Kemudian slurry dimasukan kedalam slurry tank yang dilengkapi jacket pendingin.

• 4eaksi !sterifikasi

emua bahan baku yang sudah berbentuk  slurry dimasukan ke dalam reaktor  esterifikasi (reaktor jenis 0%4 yang dilengkapi dengan pengaduk, jacket, dan isolasi. 9engan kondisi %empratur )/1 o_{0, %ekanan & Kg;cm})_{" , aktu tinggal  jam, ase}

0air, Konersi ?,/ >. 4eaksi yang terjadi antara %P' dan !" membentuk BH!% dan 'ir. 4eaksi dikatakan selesai apabila H)3 pada splitter box mencapai ?,/>. Hasil

reaksi berupa uap air dan !" berlebih naik menuju kolom distilasi yang tersambung di bagian atas reaktor. @ap air keluar dari bagian atas kolom dan menuju kondenser, sedangkan !" yang terkondensasi dalam kolom dikembalikan kedalam reaktor. BH!% dari bangian ba:ah reaktor esterifikasi dikeluarkan secara grafitasi dengan  bantuan gas N) sebagai pendorong.

• 4eaksi Polymerisasi

$erupakan tahap penggabungan molekul-molekul BH!% menjadi P!% dengan  bantuan katalis. Proses polymerisasi berlangsung pada tekanan akum dan perbedaan tempatur dengan menggunakan reaktor 0%4 yang dilengkapi jacket, pengaduk, isolasi.

%empratur a:al reaktor )=1 o_{0, dengan adanya panas dari dowtherm dan pengadukan}

 rpm sehingga tempratur menjadi +11 o_{0. BH!% dalam reaktor sedikit demi sedikit}

 berpolimerisasi membentuk P!% sedangkan uap !" yang dihasilkan akan terhisap oleh steam ejector dengan tekanan $P ( ,edium Pressure Steam dan OP ( 1ow  Pressure Steam, sedangkan air yang terbentuk di tampung di hot :ell.

Steam e2ector menghisap uap !" juga berfungsi memakumkan reaktor   polykondensasi. !" yang sudah diakumkan dipisahkan dengan condensor  (pendingin air dan eliminator   sehingga !" yang telah dipisahkan turun kembali dengan gaya grafitasi menuju primary ! receiver  dan secondary ! receiver lalu masuk ke dalam tangki 4-!" untuk di recoery dan dipakai kembali sebagai bahan  baku bersama !" murni pada 4-!sterifikasi.

Pengambilan !" dengan memakumkan, mengakibatkan pembentukan rantai molekul, semakin panjang rantai molekul maka berat molekul semakin tinggi, sehingga nilai viskositas intrisik akan naik sesuai dengan angka yang diinginkan.

• Hasil samping

9iethylene "lycol (9!" merupakan hasil reaksi samping dari !" berlebih dalam suasana asam. Pembentukan 9!" sangat sulit dihilangkan , namun jumlahnya dapat diperkecil dengan mongontrol tempratur atau menambahkan katalis Tetra !thylene

 Amonium idroksida (%!'H. Proses polimerisasi berlangsung )-+ jam diakhiri dengan kondisi suhu +11 o_{0. P!% yang dihasilkan selanjutnya dialiri ke tahap extrusi.} • %ahap !ktrusi

P!% dalam bentuk lelehan yang dihasilkan dari reaktor polimerisasi dimasukan ke dalam die head. 9isini terjadi proses perubahan fisik dari lelehan menjadi  strand  (serat dengan ukuran cukup besar. 9engan batuan N) bertekanan tinggi lelehan P!%

ditekan melalui celah spineret yang ada dalam die head pada tempratur )?& o_{0. trand}

keluar dari die head (lubang spineret setelah mengalami pendinginan secara tiba-tiba dengan air pada suhu &o_{0. elanjutnya strand masuk @" (@nder trand "ranulator}

0utter untuk dipotong kecil-kecil dengan ukuran + # + # / mm. untuk mengurangi kadar air chips P!% diseprotkan dengan udara bertekanan + kg;cm)_".

E. APLIKASI POLIESTER 

PENUTUP A. KESIMPULAN

3. Poliester merupakan bahan baku produksi plastik jenis termoset. Poliester memiliki  berat molekul yang tinggi dan titik lebur yang tinggi. Poliester sering digabungkan

dengan polimer lain untuk menambah kualitasnya, seperti pada poliester resin yang digabungkan dengan gelas fiber, dapat diperoleh polimer plastik yang kuat, kokoh, tahan terhadap suhu atau tidak mudah meleleh.

'.  polimerisasi kondensasi melibatkan reaksi kondensasi seperti esterifikasi, pertukaran ester, atau amidasi. Pada proses pembentukan poliester aromatik seperti poly(ethylene terephthalate atau P!%, terdapat dua rute reaksi yaitu poliesterifikasi antara terephthalic acid dan ethylene glycol atau reaksi poli-inter-esterifikasi antara dimethyl terephthalate dengan ethylene glycol.

4. *enis-jenis poliester2 Polietilena %ereftalat (P!%, P%% (polytrimethylene terephthalate, Polibutilen %ereftalat (PB%.

*. Polyethylene Terepthalate P!T" ini sering dikenal dengan nama  polyester memiliki rumus struktur sebagai berikut 2

5. Polyethylene Terepthalate P!T" dapat diperoleh dengan ) cara, yaitu melalui reaksi ester exchange antara dimethylterepthalate +,T" dengan ethylene glycol !" dan melalui reaksi esterifikasi langsung antara terepthalate acid TPA dan ethylene glycol  !".

6. Proses Produksi 2 & Persiapan monomer %is-ydroxyethyl Terephthalate, ) 4eaksi Prepolimerisasi, + 4eaksi Polikondensasi,

7. Pembuatan P!% juga dapat dilakukan dengan cara batch sistem slurry

8. Poliester dapat diaplikasikan menjadi erat Kain, jaket, kain, baju, botol, dll.

DA0TAR PUSTAKA

•

• http2;;:::.slideshare.net;akhmadkautsar;polimer-pet-polyethylene-terephthalate, di