Polypropylene (PP) adalah termoplastik yang keras, kaku, dan kristal. PP terbuat dari monomer propena (atau propilena). Resin hidrokarbon linier ini adalah polimer paling ringan di antara semua komoditas plastik.
PP datang baik sebagai homopolymer atau sebagai copolymer dan dapat sangat ditingkatkan dengan aditif. Ini menemukan aplikasi dalam kemasan, otomotif, barang konsumen, medis, perfilman dll.
PP telah menjadi bahan pilihan, terutama ketika Anda mencari polimer dengan kekuatan superior (misalnya, vs Polyamide) dalam aplikasi teknik atau hanya mencari keuntungan biaya dalam botol blow moulding (vs PET).
Apa Itu Polypropylene (PP)?
Polypropylene adalah jenis polyethylene yang sedikit lebih keras dari polyethylene lain. Ini adalah plastik komoditas dengan kepadatan rendah dan ketahanan panas yang tinggi. Rumus kimianya adalah (C3H6)n.
Tergantung bagaimana diproduksi dan diformulasikan, polypropylene dapat bersifat :
- keras atau lunak,
- buram atau transparan,
- ringan atau berat,
- isolasi atau konduktif,
- rapi atau diperkuat dengan pengisi mineral murah, serat kaca pendek atau panjang, serat alami atau bahkan diperkuat sendiri.
Bagaimana PP Diproduksi?
Itu terbuat dari polimerisasi propene monomer. Ada dua sintesis utama untuk menghasilkan polypropylene :
- Polimerisasi Ziegler-Natta atau
- Polimerisasi katalisis metalosen
Setelah polimerisasi, PP dapat membentuk tiga struktur rantai dasar tergantung pada posisi gugus metil:
- Atactic (aPP) – Susunan gugus metil (CH3) tidak beraturan
- Isotaktik (iPP) – Gugus metil (CH3) tersusun pada satu sisi rantai karbon
- Syndiotactic (sPP) – Susunan gugus metil (CH3) bergantian
Jenis Polypropylene & Bagaimana Cara Memilihnya?
Homopolymer dan Copolymer adalah dua jenis utama polypropylene yang tersedia di pasaran.
- Polypropylene Homopolymer adalah grade tujuan umum yang paling banyak digunakan. Ini hanya berisi propylene monomer dalam bentuk padat semi-kristal. Aplikasi utama meliputi pengemasan, tekstil, perawatan kesehatan, pipa, aplikasi otomotif dan listrik.
- Keluarga Polypropylene Copolymer dibagi lagi menjadi Random Copolymer dan Block Copolymer yang diproduksi dengan mempolimerisasi propena dan ethane.
- Polypropylene Random Copolymer diproduksi dengan mempolimerisasi bersama ethane dan propena. Ini fitur unit Ethene, biasanya hingga 6% massa, digabungkan secara acak dalam rantai polypropylene. Polimer ini fleksibel dan jernih secara optik sehingga cocok untuk aplikasi yang membutuhkan transparansi dan untuk produk yang membutuhkan penampilan luar biasa.
- Sedangkan pada Polypropylene Block Copolymer, kandungan ethane lebih besar (antara 5 dan 15%). Ini memiliki unit co-monomer diatur dalam pola reguler (atau blok). Pola teratur karenanya membuat termoplastik lebih keras dan kurang rapuh daripada kopolimer acak. Polimer ini cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kekuatan tinggi, seperti penggunaan industri.
Polypropylene, Impact Copolymer – Propylene Homopolymer yang mengandung fase co-mixed Propylene Random Copolymer yang memiliki kandungan etilen 45-65% disebut sebagai PP impact copolymer. Ini berguna di bagian yang membutuhkan ketahanan benturan yang baik. Kopolimer dampak terutama digunakan dalam kemasan, peralatan rumah tangga, film, dan aplikasi pipa, serta di segmen otomotif dan listrik.
Contoh Karakteristik Utama Dari Berbagai Turunan PP
Expanded Polypropylene – Ini adalah busa manik sel tertutup dengan kepadatan sangat rendah. EPP digunakan untuk memproduksi produk busa polymer tiga dimensi. Busa manik-manik EPP memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang lebih tinggi, ketahanan benturan yang sangat baik, insulasi termal, dan ketahanan terhadap bahan kimia dan air. EPP digunakan dalam berbagai aplikasi mulai dari mobil hingga pengemasan, dari produk konstruksi hingga barang konsumsi dan banyak lagi.
Polypropylene Terpolymer – Ini terdiri dari segmen propylene yang bergabung dengan monomers ethylene dan butana (co-monomer) yang muncul secara acak di seluruh rantai polymer. PP terpolymer memiliki transparansi yang lebih baik daripada PP homo. Juga, penggabungan co-monomer mengurangi keseragaman kristal dalam polymer sehingga cocok untuk aplikasi film penyegelan.
Polypropylene, High Melt Strength (HMS PP) – Ini adalah bahan bercabang rantai panjang, yang menggabungkan kekuatan leleh tinggi dan ekstensibilitas dalam fase leleh. Nilai PP HMS memiliki rentang properti mekanik yang luas, stabilitas panas yang tinggi, ketahanan kimia yang baik. HMS PP banyak digunakan untuk memproduksi busa yang lembut dan berdensitas rendah untuk aplikasi pengemasan makanan serta digunakan dalam industri otomotif dan konstruksi.
Polypropylene Berbasis Bio – Ini adalah versi PP berbasis bio di mana propylene berbasis bio monomernya berasal dari bahan baku terbarukan. Konten berbasis bio dapat bervariasi di mana saja antara 30-100%. Ada beberapa pemasok yang menawarkan grade PP murni berbasis bio seperti PolyFibra & Trifilon BioLite, campuran PP/PE – Terralene PP 2509 dan dalam bentuk biokomposit seperti Terratek, Sappi Symbio PP, dll.
PP Homopolymer vs. Copolymer – Bagaimana cara memutuskan di antara keduanya?
PP Homopolymer :
- Rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi dan lebih kaku & lebih kuat dari copolymer
- Ketahanan kimia yang baik dan kemampuan las
- Kemampuan proses yang baik
- Resistensi dampak yang baik
- Kekakuan yang baik
- Kontak makanan dapat diterima
- Cocok untuk struktur tahan korosi
PP Copolymer :
- Sedikit lebih lembut tetapi memiliki kekuatan benturan yang lebih baik; lebih keras dan lebih tahan lama daripada homopolymer
- Ketahanan retak tegangan yang lebih baik dan ketangguhan suhu rendah
- Kemampuan proses tinggi
- Resistensi dampak tinggi
- Ketangguhan tinggi
- Tidak disukai untuk aplikasi kontak makanan
Aplikasi potensial untuk homopolymer PP dan copolymer PP hampir identik
Karena sifatnya yang dibagikan secara luas, pilihan antara kedua bahan ini sering dibuat berdasarkan kriteria non-teknis.
Sifat Bahan Polypropylene
Berikut adalah sifa-sifat dari bahan PP :
- Titik Leleh Polypropylene – terjadi pada kisaran.
- Homopolymer: 160 – 165°C
- Copolymer: 135 – 159°C
- Kepadatan Polypropylene – PP adalah salah satu polimer paling ringan di antara semua komoditas plastik. Fitur ini menjadikannya pilihan yang cocok untuk aplikasi penghemat ringan\berat.
- Homopolymer: 0.904 – 0.908 g/cm3
- Random Copolymer: 0.904 – 0.908 g/cm3
- Impact Copolymer: 0.898 – 0.900 g/cm3
- Ketahanan Kimia Polypropylene
- Ketahanan yang sangat baik terhadap asam, alkohol, dan basa encer dan pekat
- Ketahanan yang baik terhadap aldehida, ester, hidrokarbon alifatik, keton
- Ketahanan terbatas terhadap hidrokarbon aromatik dan terhalogenasi serta zat pengoksidasi
- Kemudahan terbakar: Polypropylene adalah bahan yang sangat mudah terbakar
- PP mempertahankan sifat mekanik & listrik pada suhu tinggi, dalam kondisi lembab dan ketika terendam air. Ini adalah plastik anti air
- PP memiliki ketahanan yang baik terhadap retak stres lingkungan
- Ini sensitif terhadap serangan mikroba, seperti bakteri dan jamur
- Ini menunjukkan ketahanan yang baik terhadap sterilisasi uap
Kekurangan Polypropylene
- Ketahanan yang buruk terhadap UV, benturan dan goresan
- Embrittle di bawah -20°C
- Suhu servis atas rendah, 90 – 120 °C
- Diserang oleh asam pengoksidasi tinggi, membengkak dengan cepat dalam pelarut terklorinasi dan aromatik
- Stabilitas penuaan panas dipengaruhi secara negatif oleh kontak dengan logam
- Perubahan dimensi pasca pencetakan karena efek kristalinitas – ini dapat diselesaikan dengan agen nukleasi
- Daya rekat cat yang buruk
Namun, polypropylene secara bertahap dioptimalkan untuk kinerjanya dengan meningkatkan sifat-sifatnya menggunakan aditif yang berbeda. Lihat bagaimana aditif membantu meningkatkan sifat PP.
Bagaimana Aditif Membantu Meningkatkan Properti PP?
Nilai polypropylene yang tersedia secara komersial termasuk bahan yang tidak diperkuat hingga diperkuat kaca, tahan api, dan kekuatan leleh tinggi untuk berbagai komoditas serta aplikasi teknik.
Penambahan aditif polimer seperti clarifiers, flame retardants, serat kaca, mineral, pengisi konduktif, pelumas, pigmen dan banyak aditif lainnya dapat lebih meningkatkan sifat fisik dan/atau mekanik PP mengatasi kerugian yang disebutkan di atas.
Misalnya, PP memiliki ketahanan yang buruk terhadap UV, oleh karena itu aditif seperti amina yang terhalang memberikan stabilisasi ringan dan meningkatkan masa pakai dibandingkan dengan polipropilena yang tidak dimodifikasi.
Selanjutnya, pengisi (tanah liat, bedak, kalsium karbonat…) dan penguat (serat kaca, serat karbon…) ditambahkan untuk mencapai sifat signifikan yang terkait dengan pemrosesan dan aplikasi penggunaan akhir.
Selain itu, komposit polypropylene yang diperkuat sendiri mendapat manfaat dari beberapa keunggulan umum seperti konsep monomaterial, densitas rendah, sifat mekanik yang baik atau sangat baik dengan ketahanan benturan tinggi, penghematan berat berkat kombinasi densitas rendah dan sifat mekanik yang baik (potensial hingga 50% penghematan berat dibandingkan bagian yang diperkuat kaca yang setara) dan daur ulang yang mudah.
Ada perkembangan signifikan yang terlihat untuk PP yang diperkuat sendiri untuk menjembatani kesenjangan antara polimer isotropik dan bahan yang diperkuat kaca dan menawarkan kombinasi unik dari fitur pemrosesan dan kinerja.
Opsi polypropylene yang diperkuat serat alami merupakan langkah menarik menuju komposit berkelanjutan yang murah – kepadatan rendah menghasilkan penghematan biaya yang nyata dan penghematan berat hingga 27% dibandingkan polypropylene yang diperkuat serat kaca atau bedak.
Selanjutnya, pengembangan & penggunaan aditif baru, proses polimerisasi terbaru serta solusi pencampuran secara signifikan meningkatkan kinerja polypropylene. Oleh karena itu, saat ini PP kurang dilihat sebagai solusi berbiaya rendah, tetapi lebih sebagai bahan berkinerja tinggi yang bersaing dengan plastik rekayasa tradisional dan terkadang logam (misalnya, grade PP yang diperkuat serat kaca panjang).
Kegunaan Film Polypropylene
Film PP adalah salah satu bahan terkemuka saat ini yang digunakan untuk kemasan fleksibel serta aplikasi industri. Dua bentuk penting dari film polipropilen meliputi:
Cast Polypropylene Film
Cast polypropylene umumnya dikenal sebagai CPP dan dikenal luas karena keserbagunaannya.
- Ketahanan super terhadap air mata & tusukan
- Transparansi yang lebih besar dan ketahanan panas yang lebih baik pada suhu tinggi.
- Kelembaban yang sangat baik dan penghalang atmosfer
- Permeabilitas tinggi terhadap uap air
Film Polipropilena Berorientasi Biaksial
Film polipropilen berorientasi biaksial (BOPP) diregangkan dalam arah transversal dan longitudinal, menghasilkan orientasi rantai molekul dalam dua arah.
- Orientation increases tensile strength and stiffness
- Good puncture and flex crack resistance over wide range of temperatures
- Have excellent gloss and high transparency can be glossy, clear, opaque, matte or metalized
- Efficient barrier against oxygen and moisture
PT Sinar Mulia Plasindo Lestari menggunakan bahan biji plastik PP
(Polypropylene) murni dalam pembuatan produknya. Plastik PP ini adalah
bahan baku utama dari produk Karung Plastik dan Karung Waring.
