PENGISI DAN FUNGSINYA
“Makalah ini disusun untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Kapita Selekta Polimer”
Dosen Pengampu:
Prof . Dr. Karya Sinulingga, M.Si Prof. Dr. Nurdin Bukit M.Si
DISUSUN OLEH: KELOMPOK 4
1. ADAM ASHARI (4212240001) 2. DASTIN MARBUN (4211240005) 3. AGNES SIMANJUNTAK (4213240012)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
TAHUN 2024
KATA PENGANTAR
Puji syukur terhadap Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan nikmat, berkah dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyusun makalah dengan judul “PENGISI DAN FUNGSINYA” untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Kapita Selekta Polimer. Dan tidak lupa juga kami berterimakasih kepada Bapak Dosen pengampu Prof. Dr. Karya Sinulingga, M.Si dan Bapak Prof. Dr. Nurdin Bukit, M.Si yang telah membimbing kami dan memberikan tugas makalah ini dengan baik. Dengan tugas ini kami dapat menambah wawasan kami, serta kami juga berterimaksih kepada semua pihak yang sudah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini.
Penulis disini akan menjelaskan tentang Pentingnya Pencampuran Pengisi Dengan Plastik penulis menerangkan secara rinci, padat dan juga mudah dipahami oleh pembaca.
Makalah ini kami susun sedemikian mungkin walaupun kami tahu hasilnya jauh dari kata sempurna. Sebab itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca agar menjadi pedoman kami untuk memperbaiki makalah ini. Akhir kata kami sangat berharap makalah ini dapat membantu dan menambah pengetahuan pembaca mengenai makalah kami ini, serta dapat bermanfaat bagi semua orang.
Medan, 4 April 2024
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI...iii
BAB I PENDAHULUAN... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 1
1.3 Tujuan... 1
BAB II PEMBAHASAN... 4
2.1 Serat Kaca ... 4
2.2 Serpihan Mika... 4
2.3 Serat Alami... 6
2.4 Bedak/Tepung... 7
2.5 Kaolin... 8
BAB III PENUTUP ... 12
3.1 Kesimpulan... 12
3.2 Saran... 12
DAFTAR PUSTAKA... 13
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Pengisi adalah bahan yang ditambahkan ke dalam matriks atau bahan dasar untuk memodifikasi sifat-sifatnya, mengurangi biaya, atau mencapai karakteristik kinerja tertentu.
Setiap bahan pengisi memiliki sifat dan fungsi yang unik. Pengisi ini digunakan untuk meningkatkan sifat matriks polimer, seperti meningkatkan modulus Young, kekuatan tarik, ketangguhan, ketahanan benturan, ketahanan abrasi, kekerasan, meningkatkan perilaku termal dan termomekanis, mengurangi koefisien ekspansi panas atau efek lengkungan, meningkatkan sifat isolasi atau sifat konduktif, memodifikasi sifat permeabilitas/penghalang gas, menginduksi kristalisasi polimer, mengurangi sifat mudah terbakar polimer, memodifikasi reologi leleh, memodifikasi sifat permukaan (kekasaran, hidrofobisitas), meningkatkan ketahanan terhadap sinar UV dan pelapukan, atau menambahkan warna atau opasitas. Dalam dunia material, pengisi dan fungsional memainkan peran penting dalam mengubah dan meningkatkan sifat-sifat material. Pengisi umumnya digunakan untuk meningkatkan kekuatan, kekakuan, dan ketahanan aus suatu material. Contohnya adalah penggunaan serbuk silika dalam karet untuk meningkatkan kekuatan tarik dan modulus elastisitasnya.
Untuk memilih bahan pengisi yang tepat untuk aplikasi tertentu, perlu dilakukan pengujian dan pengujian terhadap bahan pengisi yang mungkin sesuai dengan aplikasi tersebut. Setelah itu, perlu dilakukan pengujian terhadap sifat fisik, kimia, mekanis, dan optik dari komposisi polimer yang menggunakan bahan pengisi tersebut. Setelah itu, perlu dilakukan pengujian terhadap sifat estetika dan kualitas produk yang dihasilkan. Setelah melakukan pengujian tersebut, dapat dilakukan pilihan terhadap bahan pengisi yang sesuai dengan aplikasi tertentu.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa yang dimaksud dengan serat kaca?
2. Apa yang dimaksud dengan serpihan mika?
3. Apa yang dimaksud dengan serat alami?
4. Apa yang dimaksud dengan bedak/tepung? 5. Apa yang dimaksud dengan kaolin?
1.3 Tujuan
1. Memahami dan mengetahui serat kaca.
2. Memahami dan mengetahui serpihan mika.
3. Memahami dan mengetahui serat alami.
4. Memahami dan mengetahui bedak/tepung.
5. Memahami dan mengetahui kaolin.
BAB II PEMBAHASAN 2.1 Serat Kaca
Kaca adalah bahan anorganik dengan struktur acak yang mengandung lebih dari 50%
silika (SiO2). Aplikasi awal serat kaca adalah sebagai penguat kontinu (panjang) dalam resin termoseting. Termoplastik yang diperkuat serat kaca terputus-putus (pendek), yang merupakan fokus bab ini, pertama kali dikembangkan pada akhir 1940- an/awal 1950-an sebagai nilon dan polistiren yang diperkuat dengan kaca, dan sejak saat itu telah terjadi pertumbuhan yang signifikan dalam penggunaan serat kaca dalam berbagai komoditas dan termoplastik rekayasa.
Gambar 2.1 Diagram alir produksi serat kaca
Kaca cair dibentuk dengan mencampurkan bahan-bahan yang sesuai untuk komposisi tertentu dalam tungku suhu tinggi hingga 1.600 °C. Cairan tersebut dilewatkan melalui bushing paduan platina yang dipanaskan secara elektrik, yang memiliki hingga 4000 lubang di mana kaca diukur menjadi filamen. Diameter filamen dapat divariasikan dari 2,6 hingga 27,3 μm dan dikontrol oleh berbagai faktor seperti komposisi, viskositas, diameter ujung, suhu penarikan, laju pendinginan, dan laju pelemahan. Filamen-filamen ini kemudian disatukan menjadi untaian yang terkait erat atau longgar (keliling), didinginkan, dan dilapisi dengan bahan kimia organik khusus yang disebut "ukuran". Ukuran ini memberikan kohesi filamen melalui pembentukan film, pelumasan, perlindungan kaca dari abrasi, dan kompatibilitas dengan matriks polimer. Filamen yang telah dilapisi kemudian dapat dililitkan
pada tabung dengan menggunakan penggulung berkecepatan tinggi untuk menghasilkan untaian berliku-liku yang dapat dikarakterisasi berdasarkan diameter filamen, berat linier, arah puntiran, dan jumlah lilitan per meter.
Untaian ini, yang digunakan dalam plastik yang diperkuat, mengandung filamen dengan diameter antara 9,1 hingga 23,5 μm, dengan diameter khusus mulai dari 9,1 hingga 15,9 μm yang digunakan untuk termoplastik. Gambar 2.1 memberikan gambaran skematis produksi serat kaca . Untaian kontinu dapat dikonversi ke berbagai bentuk lain yang sesuai untuk cetakan terbuka dan aplikasi termoset lainnya, seperti roving, anyaman roving, kain, dan tikar. Mereka juga dapat 3 dipotong dengan panjang tertentu untuk menghasilkan untaian cincang, atau digiling menjadi ukuran yang lebih halus untuk berbagai aplikasi termoplastik dan termoset. Dengan memvariasikan komposisi campuran awal bahan baku, berbagai jenis gelas dapat diproduksi.
2.2 Serpihan Mika
Mika adalah sebutan untuk sekelompok lebih dari 35 mineral phyllosilicate dengan tekstur berlapis dan belahan basal sempurna. Belahan sempurna ini, akibat lemahnya ikatan antar lapisan tersebut, mengakibatkan terbelah atau delaminasi lapisan mika menjadi lembaran tipis. Mi-cas menyusun sekitar 4% mineral kerak bumi dan umum ditemukan di ketiga mineral tersebut varietas batuan utama, yaitu batuan beku, sedimen dan metamorf.
Gambar 2.2 Produksi Mika
Mika ditemukan di banyak negara termasuk Amerika Serikat, Kanada, Prancis, Korea, Malaysia, Meksiko, Rusia, Madagaskar, dan India. Muskovit, bentuk paling umum dari mika, ditemukan di batuan asam seperti granit, sementara phlogopite ditemukan di batuan beku ultrabasa yang kaya magnesium. Biotit, bentuk lain dari mika, mengandung lebih banyak zat besi dan ditemukan di granit dan batuan beku menengah.Penambangan mika melibatkan
penggalian atau kadang-kadang penambangan bawah tanah. Mika dipisahkan menjadi lembaran-lembaran tipis dan dinilai, dipotong, dan disortir berdasarkan ukuran, warna, dan kualitasnya. Produksi mika yang berkualitas tinggi dan berukuran kecil merupakan tantangan karena kerapuhannya. Proses produksi mika meliputi langkah-langkah pemurnian bijih dan penggilingan kering atau basah. Metode-metode penggilingan basah dan pengklasifikasi udara digunakan untuk memisahkan danau dengan rasio aspek tinggi.
2.3 Serat Alami
Serat alami merupakan istilah yang umum digunakan untuk menggambarkan bahanbahan alami yang mempunyai sifat fisik yang mirip dengan serat. Mika, sebagai salah satu jenis serat alami, merupakan mineral filosilikat dengan tekstur berlapis dan pembelahan basal yang sempurna. Berikut adalah beberapa manfaat dari mika:
1. Pengisi fungsional untuk plastik: Mika digunakan sebagai pengisi fungsional untuk plastik, seperti polipropilena, polietilena, nilon, dan poliester. Mika membuat plastik lebih kuat dan lebih tahan lama
2. Pengubah sifat listrik: Mika juga digunakan sebagai pengubah sifat listrik dalam berbagai aplikasi, seperti pada formulasi peredam suara
3. Komponen penting dalam formulasi peredam suara: Mika digunakan untuk mengurangi permeabilitas, meningkatkan stabilitas dimensi, dan sebagai pengubah sifat optik
4. Pengganti serat kaca: Mika digunakan sebagai pengganti serat kaca dalam berbagai aplikasi otomotif dan produk konsumen
5. Pengganti bahan pengisi mineral lainnya: Mika digunakan sebagai pengganti bahan pengisi mineral lainnya, seperti kuarsa, feldspar, dan piroksen
6. Peningkat sifat mekanik: Mika membuat plastik lebih kuat dan lebih tahan lama, yang mengurangi kekuatan benturan yang rendah dan kekuatan garis las yang rendah pada plastik tertentu
7. Pengubah sifat optik: Mika digunakan sebagai pengubah sifat optik dalam berbagai aplikasi, seperti dalam cat pearlescent dan industri kosmetik.
Mika memiliki sifat fisik dan optik yang beragam, dan digunakan dalam berbagai industri, termasuk industri elektronik, listrik, kosmetik, dan pengisi fungsional untuk plastik.
Mika lembaran berkualitas tinggi digunakan dalam industri elektronik dan listrik, sementara mika yang dibuat dengan mesin atau pengaturan tangan dari pemisahan yang tumpang tindih dan lapisan pengikat dan pemisahan yang bergantian digunakan sebagai bahan isolasi listrik.
Mika juga digunakan dalam senyawa semen pita-sendi untuk dinding kering gipsum, dalam industri cat sebagai perpanjangan pigmen, dalam industri pengeboran sumur sebagai bahan tambahan untuk lumpur pengeboran, dalam industri karet sebagai senyawa pelepas jamur, dan dalam produksi atap gulung dan sirap aspal. Mika tanah basah, yang mempertahankan kecemerlangan permukaan belahannya, sebagian besar digunakan dalam cat pearlescent dan industri kosmetik.
Selain itu, mika juga digunakan dalam industri elektronik dan listrik, senyawa semen pitasendi untuk dinding kering gipsum, industri cat sebagai perpanjangan pigmen, industri pengeboran sumur sebagai bahan tambahan untuk lumpur pengeboran, industri karet sebagai senyawa pelepas jamur, dan dalam produksi atap gulung dan sirap aspal.
2.4 Bedak/Tepung
Bedak dan tepung adalah bahan kimia yang digunakan dalam berbagai industri, termasuk kosmetika dan farmasi. Bedak dan tepung berbeda dalam sifat, penggunaan, dan proses produksi. Bedak adalah bahan kimia yang berasal dari mineral filosilikat yang memiliki sifat isolasi listrik dan termal yang unggul, serta stabilitas termal yang tinggi. Bedak digunakan sebagai bahan pengisi pilihan dalam plastik, dan juga dalam senyawa semen pitasendi untuk dinding kering gipsum, industri cat sebagai perpanjangan pigmen, industri pengeboran sumur sebagai bahan tambahan untuk lumpur pengeboran, industri karet sebagai senyawa pelepas jamur, dan dalam produksi atap gulung dan sirap aspal. Bedak tanah basah, yang mempertahankan kecemerlangan permukaan belahannya, sebagian besar digunakan dalam cat pearlescent dan industri kosmetik.
Tepung, terutama tepung terigu, adalah bahan pangan yang digunakan sebagai bahan dasar dalam membuat berbagai makanan. Tepung terigu digunakan dalam membuat roti, lembang, dan berbagai macam kue. Tepung juga digunakan dalam industri makanan, seperti dalam membuat adonan dan bahan baku untuk produk makanan lainnya. Tepung juga digunakan dalam industri farmasi sebagai bahan pengisi dalam kapsul dan tablet. Bedak dan tepung berbeda dalam sifat, penggunaan, dan proses produksi. Bedak adalah bahan kimia
yang digunakan dalam berbagai industri, termasuk industri plastik dan kosmetika, sementara tepung adalah bahan pangan yang digunakan sebagai bahan dasar dalam membuat berbagai makanan
Bedak murni adalah magnesium silikat terhidrasi dengan rumus kimia Mg3Si4O10(OH)2. Bidang brusit pusat terikat secara kimia dengan menjembatani oksigen atom ke dua bidang silika tetrahedra (Gambar 2.3). Talk, kecuali jika dipanaskan hingga diatas 800 °C, memiliki struktur seperti pelat (Gambar 2.4)
Gambar 2. 3 Struktur molekul bedak. Magnesium memiliki koordinasi oktahedral (milik Luzenac Inc.).
Gambar 2.4 Mikrograf Ultratalc 609 (milik Specialty Minerals, USA).
2.5 Kaolin
Istilah kaolin mencakup sekelompok mineral, yang dominan adalah kaolinit. Dalam industri, istilah kaolin terutama digunakan untuk merujuk pada mineral kaolinit. Mineral yang lebih rendah dari kelompok kaolin terdiri dari aluminosilikat terhidrasi seperti dickite, nacrite, dan halloysite. Secara struktural, kaolinit terdiri dari lembaran alumina oktahedral yang diikat pada salah satu sisinya ke lembaran silika tetrahedral, ditumpuk secara
bergantian. Kedua lembar kaolinit membentuk ikatan yang rapat, dengan atom oksigen membentuk penghubung antara kedua lapisan tersebut (Gambar 2.5)
Gambar 2.5 Struktur Kaolin
Kaolin merupakan bahan pengisi yang sering digunakan dalam industri plastik, kosmetik, dan farmasi. Berikut adalah beberapa manfaat dan aplikasi kaolin:
1. Pengisi Plastik: Kaolin digunakan sebagai pengisi dalam berbagai jenis plastik, seperti polipropilena, polietilena, nilon, dan poliester. Kaolin meningkatkan kekuatan dan ketahanan plastik, mengurangi kelemahan dalam kekuatan benturan dan garis las pada plastik tertentu.
2. Pengisi Kosmetik: Kaolin sering digunakan sebagai bahan pengisi dalam kosmetik, termasuk bedak, tepung, dan gel. Kaolin memiliki sifat isolasi listrik dan termal yang baik serta stabilitas termal yang tinggi, menjadikannya pilihan yang baik untuk produk kosmetik.
3. Pengisi Farmasi: Kaolin juga digunakan sebagai pengisi dalam produk farmasi seperti kapsul dan tablet. Kaolin membantu mengurangi permeabilitas, meningkatkan stabilitas dimensi, dan memiliki efek pengubah sifat optik yang bermanfaat dalam formulasi farmasi.
4. Pengisi Keramik: Kaolin digunakan sebagai pengisi dalam industri keramik, termasuk dalam pembuatan kaca, bata merah, dan keramik glasir. Kaolin membantu meningkatkan kekuatan dan stabilitas keramik.Kaolin dapat ditemukan di berbagai belahan dunia, dengan deposit besar terdapat di Amerika Serikat, Kanada, Prancis, Korea, Malaysia, Meksiko, Rusia, Madagaskar, dan India.
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
1. Kaca adalah bahan anorganik dengan struktur acak yang mengandung lebih dari 50% silika (SiO2). Aplikasi awal serat kaca adalah sebagai penguat kontinu (panjang) dalam resin termoseting. Termoplastik yang diperkuat serat kaca terputus-putus (pendek), yang merupakan fokus bab ini, pertama kali dikembangkan pada akhir 1940- an/awal 1950-an sebagai nilon dan polistiren yang diperkuat dengan kaca, dan sejak saat itu telah terjadi pertumbuhan yang signifikan dalam penggunaan serat kaca dalam berbagai komoditas dan termoplastik rekayasa.
2. Serpihan mika adalah sejenis mineral non-logam yang emiliki sifat elastisitas dan ketangguhan yang tinggi, sehingga serpihan mika sering digunakan sebagai aditif premium dalam produksi cat lacquer dan batu serta bahan dekoratif stereo yang kuat untuk pelapis eksterior dan interior.
3. Serat alami adalah serat yang berasal dari tumbuhan atau bahan alami. Serat alami dapat dikelompokkan menjadi serat biji, serat buah, serat batang, dan serat daun.
3.2 Saran
Demikian yang dapat kami paparkan mengenai materi yang menjadi pokok pembahasan dalam makalah ini, tentunya masih banyak kekurangan dan kelemahan, kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis dan khususnya para pembaca.
DAFTAR PUSTAKA
Cowd M.A.(1991).Kimia Polimer.(Penerjemah Hary Firman).Bandung:Institut Teknologi Bandung
Xanthos, M. (2005). Functional Fillers For Plastic. Newark: WILEY-VCH Verlag GmbH &
Co.
KGaA.105-112
