Plasticizer dan hardener adalah dua komponen penting dalam menentukan elastisitas dan kekuatan suatu bahan. Ada berbagai macam plasticizer di industri kimia. Namun, sebagian besar bahan plasticizer dan hardener adalah bersifat karsinogenik dan beracun, sehingga banyak ilmuwan mencari bahan baru plasticizer dan hardener yang ramah lingkungan dan baik untuk kesehatan.
Tahukah anda tentang polimer? Yup, polimer adalah kesatuan dari monomer yang sangat panjang. Ada polimer yang jika dipegang dia lentur seperti karet, dan ada polimer yang jika dipegang dia keras, seperti kayu. Namun pernahkan anda membandingkan antara pipa air pvc dan kertas pvc? Atau karet lentur seperti gelang karet dan mainan action figure dari karet? Pada dasarnya keduanya memiliki bahan yang sama namun memiliki kekerasan yang berbeda, bagaimana bisa terjadi? Pada artikel ini akan dibahas terkait plasticizer dan hardener, pengertian, mekanisme, dan aplikasinya dalam industri.
Pengertian Plasticizer dan Hardener
Menurut Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry (2000), platicizer adalah zat yang ditambahkan ke sebuah bahan untuk membuatnya lebih lembut dan fleksibel, dengan cara meningkatkan plastisitasnya dan menurunkan viskositasnya. Sedangkan hardener adalah zat yang ditambahkan ke sebuah bahan untuk mengurangi plastisitas dan menaikkan viskositas agar bahan menjadi lebih kaku dan kuat.
Mekanisme Plasticizer dan Hardener
Plasticizer
Plasticizer berbentuk zat-zat kecil yang masuk diantara polimer-polimer bahan yang ditargetkan. Keberadaan plasticizer membuat letak polimer-polimer menjadi berjauhan. Hal ini menyebabkan kekuatan ikatan intermolekular antar polimer menjadi melemah. Hal tersebut juga memungkinkan ikatan-ikatan polimer dapat meluncur satu sama lain. Hal tersebut menyebabkan adanya fluiditas pada struktur polimer, dan membuat bahan menjadi lembek dan fleksibel.
Hardener
Hardener juga berbentuk zat-zat kecil dan juga masuk diantara polimer-polimer bahan yang ditargetkan. Namun, hardener bertugas untuk menguatkan ikatan antar polimer. Hardener bekerja layaknya gembok, yang mengikat satu polimer dengan polimer lain sehingga tidak bisa bergerak, sehingga membuat bahan menjadi kaku, keras, dan kuat.
Jenis-Jenis Plasticizer
Minyak Ester
minyak ester dan minyak bumi. Secara umum, plasticizer ester memberikan keuntungan dalam pemrosesan pada elastomer yang bersifat polar. Ada tiga kelompok plasticizer dari minyak ester diantaranya :
- Polyos : seperti gliserol, propilen glikol, dan polietilen glikol (PEG)
- Ester Organik : Seperti ester phtalat (dietil, dibutil), dibutyl sebacate, ester sitrat (trietil, trietil asetil, tributil asetil), dan triasetin
- Gliserida : seperti minyak jarak, monogliserida terasetil, dan minyak kelapa terfraksinasi
Minyak Bumi
Minyak bumi berguna sebagai plasticizer yang bersifat nonpolar. Minyak bumi, biasanya disebut minyak ekstender, selanjutnya dikelompokkan menjadi tiga, yaitu parafinik, naftenik, atau aromatik.
Aplikasi Plasticizer dan Hardener
Vulkanisasi
Vulkanisasi adalah proses kimiawi di mana karet dipanaskan dengan sulfur, akselerator dan aktivator pada suhu 140–160 ° C. Proses tersebut melibatkan pembentukan ikatan silang antara molekul karet panjang untuk mencapai peningkatan elastisitas, ketahanan, kekuatan tarik, viskositas, kekerasan dan ketahanan cuaca. Dalam hal ini. Sulfur berperan sebagai hardener.
PVC
PVC adalah material yang sangat bermanfaat khususnya untuk pembuatan mainan, pipa, jaket, dll. Kekuatan PVC biasanya ditentukan oleh macam-macam plasticizer, seperti phthalates, adipat, glutarat, sebacates, Fosfat, polimerik, trimellitat, and senyawa epoksi.
Bidang Kesehatan
Plasticizer dan hardener juga penting untuk beberapa peralatan kesehatan, seperti kantong darah, kantong infus, selang fleksibel, kateter, dan sarung tangan pelindung. Plasticizer yang digunakan pada bahan-bahan ini adalah di(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP).
Isu Terkait Plasticizer dan Hardener
Walaupun memiliki banyak manfaat namun plasticizer memiliki banyak permasalahan. Salah satu permasalahannya adalah karena bahan baku plasticizer yang bersifat karsinogenik dan beracun . Plasticizer dapat lepas dari struktur bahan karena beberapa sebab diantaranya:
Volatilisasi
Volatilisasi adalah hilangnya zat oleh penguapan dari permukaan yang disertai difusi dari pusat sampel ke permukaan, yang dapat menjadi proses berkelanjutan dan pada akhirnya menyebabkan kehilangan dan penggetasan plasticizer. Penguapan juga menyebabkan masalah lingkungan dan kesehatan, jika misalkan PVC fleksibel digunakan di ruang tertutup. Meskipun tekanan uap dari plasticizer yang paling umum digunakan rendah, tekanan uap meningkat seiring dengan suhu, begitu juga lebih besar pada suhu pemrosesan.
Ekstraksi
Kehilangan dalam ekstraksi dapat terjadi apabila adanya interaksi antar cairan yang bersentuhan. Hal ini dapat terjadi jika plasticizer memiliki sifat yang sama dengan cairan, seperti polar-polar dan nonpolar-nonpolar
Migrasi
Plasticizer dapat hilang akibat adanya kontak antara benda padat pada kondisi suhu tinggi. Oleh karena sifat plasticizer yang kecil, plasticizer dapat berpindah dari satu benda ke benda lain.
Sedangkan hardener pada sulfur, misalkan pada pembakaran ban, dapat menghasilkan sulfur dioksida yang dapat menyebabkan hujan asam. Permasalahan-permasalahan inilah yang membuat banyak peneliti melakukan penelitian untuk menghasilkan plasticizer dan hardener yang ramah lingkungan.
plasticizer dan hardener dapat pula dilihat pada video berikut :
Kesimpulan
Plasticizer dan hardener adalah dua komponen penting dalam menentukan elastisitas dan kekuatan suatu bahan. Ada berbagai macam plasticizer di industri kimia. Namun, sebagian besar bahan plasticizer dan hardener adalah bersifat karsinogenik dan beracun, sehingga banyak ilmuwan mencari bahan baru plasticizer dan hardener yang ramah lingkungan dan baik untuk kesehatan.
Referensi
[1] Craver CD., Carraher, Jr., CE. 2000. Applied Polymer Science: 21st Century. Elsevier.
[2] David F. Cadogan and Christopher J. Howick. 2000. Plasticizers. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2000, Wiley-VCH, Weinheim.
[3] Gao, F. 2012. Advances in Polymer Nanocomposites. Elsevier.
[4] Gilbert, M. 2017. Brydson’s Plastics Materials. Elsevier.
[5] Kutz, M. 2011. Applied Plastics Engineering Handbook. Elsevier.
[6] Meyers, RA. 2001. Encyclopedia of Physical Science and Technology. Elsevier.