kegunaan polimer bidang otomotif (TKR)

Pengertian Polimer dan Aplikasi Polimer dalam bidang otomotif

Polimer adalah rantai berulang dari atom yang panjang, terbentuk dari pengikat yang berupa molekul identik yang disebut monomer. Sekalipun biasanya merupakan organik (memiliki rantai karbon), ada juga banyak polimer inorganik. Polimer didefinisikan sebagai substansi yang terdiri dari molekul-molekul yang menyertakan rangkaian satu atau lebih dari satu unit monomer. Berabad-abad yang lalu manusia sudah menggunakan polimer dalam bentuk minyak, aspal, damar, dan permen karet. Tapi industri polimer modern baru mulai berkembang pada masa revolusi industri. Di akhir 1830-an, Charles Goodyear berhasil memproduksi sebentuk karet alami yang berguna melalui proses yang dikenal sebagai “vulkanisasi”. 40 tahun kemudian, Celluloid (sebentuk plastik keras dari nitrocellulose) berhasil dikomersialisasikan. Adalah diperkenalkannya vinyl, neoprene, polystyrene, dan nilon pada tahun 1930-an yang memulai ‘ledakan’ dalam penelitian polimer yang masih berlangsung sampai sekarang. Sebelum mendiskusikan peranan polimer dalam konstruksi komersial, berikut ini kami sajikan sedikit infromasi mengenasi struktur, tipe, dan sifat-sifat fisik polimer. Polimer seperti kapas, wol, karet, dan semua plastik digunakan di hampir semua industri. Polimer alami dan sintetik bisa diproduksi dengan beragam kekakuan, kekuatan, ketebalan, dan ketahanan terhadap panas. Elastomer (polimer bersifat elastis) memiliki struktur yang saling bersilangan dan longgar. Struktur rantai bertipe inilah yang menyebabkan elastomer memiliki ingatan. Rata-rata 1 dari 100 molekul saling bersilangan. Saat jumlah rata-rata ikatan saling bersilangan itu meningkat (sekitar 1 dalam 30), material menjadi lebih kaku dan rapuh. Baik karet alami dan sintetis adalah contoh dari elastomer. Di bawah kondisi temperatur dan tekanan tertentu, plastik yang juga termasuk polimer dapat dibentuk atau dicetak. Berbeda dengan elastomer, plastik lebih kaku dan tidak memiliki elastisitas yang dapat dibalik. Selulosa mreupakan salah satu contoh material berpolimer yang harus dimodifikasi secara bertahap sebelum diproses dengan metode yang biasanya digunakan untuk plastik. Beberapa plastik (seperti nilon dan selulosa asetat) dibentuk menjadi fiber. Padatan amorf terbentuk saat rantai memiliki orientasi yang kecil di sepanjang polimer yang besar. Temperatur transisi kaca merupakan titik dimana polimer mengeras menjadi padatan amorf. Istilah ini digunakan sebab padatan amorf punya sifat-sifat yang mirip dengan kaca. Dalam proses kristalisasi, ditemukan bahwa rantai-rantai yang relatif pendek mengorganisir diri mereka sendiri menjadi struktur kristalin lebih cepat daripada molekul yang lebih panjang. Dengan begitu, derajat polimerisasi (DP) merupakan sebuah faktor yang penting dalam menentukan kekristalinan sebuah polimer. Polimer dengan DP yang tinggi sulit diatur menjadi lapisan-lapisan sebab cenderung menjadi kusut. Dalam mempelajari polimer dan aplikasinya, penting untuk memahami konsep temperatur transisi kaca, T g. Polimer yang temperaturnya jatuh di bawah T g akan semakin kusut. Sedang polimer yang temperaturnya naik di atas T g akan menjadi lebih mirip dengan karet. Dengan begitu, pengetahuan akan T g merupakan hal yang penting dalam memilih bahan-bahan untuk berbagai aplikasi. Pada umumnya, nilai T g di bawah temperatur ruangan menentukan bidang elastomer sedang nilai T g di atas temperatur ruangan menyebabkan polimer berstruktur kaku. Perilaku ini bisa dipahami dalam hal struktur bahan berkaca yang biasanya dibentuk oleh substansi yang mengandung rantai-rantai yang panjang, jaringan atom-atom yang berhubungan, atau apapun yang memiliki struktur molekul yang komples. Normalnya dalal keadaan cair, bahan-bahan seperti itu memiliki sifat rekat/kekentalan yang tinggi. Saat temperatur berubah menjadi dingin dengan cepat, kristalin berada dalam keadaan lebih stabil sedang pergerakan molekul menjadi terlalu pelan atau geometri terlalu kaku untuk membentuk kristalin. Istilah kaca bersinonim dengan keadaan tak seimbang yang terus-menerus. Sifat polimer lainnya, yang juga sangat tergantung pada temperaturnya, adalah responsnya terhadap gaya—sebagaimana diindikasikan oleh dua tipe perilaku yang utama: elastis dan plastik. Bahan-bahan bersifat elastis akan kembali ke bentuk asalnya begitu gaya tidak ada lagi. Bahan-bahan plastik takkan kembali ke bentuk asalnya. Di dalam bahan plastik berlangsung aliran yang mirip dengan cairan yang sifat rekat/kekentalannya tinggi. Kebanyakan material mendemonstrasikan kombinasi dari perilaku elastis dan plastik, memperlihatkan perilaku plastik setelah melebihi batasan elastis. ( Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/1825442-polimer/#ixzz1mbOLF1x7).

Aplikasi Polimer

1. Polimer komersial (commodity polymers).Polimer ini dihasilkan di negara berkembang, harganya murah dan banyak dipakai dalam kehidupan sehari hari, Contohnya yaitu: Polietilen (PE), polipropilen (PP), polistirena (PS), polivinilklorida(PVC), melamin formaldehid.
2. Polimer teknik (engineering polymers). Polimer ini sebagian dihasilkan di negara berkembang dan sebagian lagi di negaramaju. Polimer ini cukup mahal dan canggih dengan sifat mekanik yang unggul dan daya tahan yang lebih baik. Polimer ini banyak dipakai dalam bidang transportasi (mobil, truk, kapal udara), bahan bangunan (pipa ledeng), barang- barang listrik dan elektronik (mesin bisnis, komputer), mesin-mesin industri dan barang-barang konsumsi. Contohnya: Nylon, polikarbonat, polisulfon, poliester.
   
3. Polimer fungsional (functional polymers). Polimer ini dihasilkan dan dikembangkan di negara maju dan dibuat untuk tujuankhusus dengan produksinya dalam skala kecil. Contohnya yaitu: kevlar, nomex, textura, polimer penghantar arus dan foton, polimer pekacahaya, membran, biopolimer.          
   
   
   BIDANG OTOMOTIF
   
   Di era sekarang ini, manusia mulai mengembankan teknologi. Dimana teknologi itu dapat digunakan dalam jangka panjang serta memiliki nilai efisiensi yang tinggi. Misalnya pada saat ini banyak penelitian dimana perusahaan otomotif dan audio/vidio mencoba mengganti bahan metal menjadi bahan polimer ( Plastik ), yang semula terbuat dari bahan plat atau kayu. Hal ini di lakukan untuk efisiensi dikarenakan bahan polimer lebih mudah dalam proses produksi, memiliki sifat yang bisa disamakan dengan bahan metal ( plat ), harga yang relative lebih murah dan bahan polimer ini dapat diolah kembali dengan proses penetralan komposisi sehingga kembali kestruktur semula yang sering disebut proses pellet sehingga dapat menjadi material baru lagi.
   Sedangkan untuk proses pembentukan bahan polimer ini sendiri salah satunya menggunakan cara injection. Dan injection itu sendiri adalah cara pencetakan plastik dengan cara memasukan cairan plastic kedalam cetakan menggunakan tekanan screw. Tetunya menggunakan parameter tertentu untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Untuk mesin injection ini sendiri sementara ini, masih kita datangkan dari Negara-negara seperti Jerman, Jepang , China , Taiwan dan Negara-negara lainya.
   Di Indonesia sendiri sudah ada banyak sekali perusahaan yamg bergerak di bidang ini. Hal ini dikarenakan proses injection ini merupakan salah satu bisnis yang diminati di Indonesia maupun Negara-negara lainya. Hal ini dapat kita lihat dari bertambahnya produksi barang otomotif dan electronic di Indonesia. Dimana mereka lebih cenderung memilih menggunakan bahan polimer dibanding bahan yang berasal dari plat. Mungkin masih ada beberapa bagian yang masih belum bisa digantikan dari plat oleh polimer, misalnya saja body modi mobil, rangka sepeda motor dll. Hal ini karena teknologi yang ada sekarang ini belum menemukan bahan campuran polimer yang setara dan lebih kuat untuk pengganti plat untuk bagian tersebut. Tetapi beberapa bagian sudah ada yang digantikan menggunakan bahan polimer.
   Mari kita dalami lebih lanjut beberapa bahan polimer yang sering digunakan dalam industri injection ini. Yang pertaman material PP ( Polypropylene ), dimana bahan ini memiliki spesifikasi sebagai berikut :
   · Tensile Strength 210 – 400 kgf/cm²
   · Tensile Elongation 100 – 800 %
   · Flexure Strength 325 – 492 %
   · Izot impact Strength 2.2 – 110 kgf / cm²
   · Rockwell hardeness R50 – 110
   
   
      contoh bumper mobil dari bahan PP
   
   
   Material PP ini biasa digunakan untuk pengganti bahan plat yang berada di interior mobil dan untuk juga untuk BUMPER mobil. Proses injection menggunakan material ini lebih banyak digunakan daripada plat karena lebih mudah dalam proses pembuatanny.
   
   
   Material ABS, material ABS ini sendiri memiliki spesifikasi bahan sebagai berikut:
   · Tensile Strength 400 – 530 kgf/cm²
   · Tensile Elongation 3.0 – 20.0 %
   · Flexure Strength 773 – 914 %
   · Izot impact Strength 10.9 – 33.7 kgf / cm²
   · Rockwell hardeness R107 – 115 
   
     contoh kipas radiator dari bahaN ABS
   
   
   Barang jadi yang menggunakan material ini biasanya mengalai proses lanjutan seperti painting , plating, dan crom. Material ABS ini menjadi pilihan utama untuk bahan yang mengalami proses lanjutan dibanding bahan PP karena ketahananya terhadap panas lebih baik dibandingkan material PP. Karena pada saat proses painting, untuk proses pengeringannya di bantu dengan proses oven untuk mempercepat pengeringan part dalam jumlah yang besar. Dalam proses oven ini sendiri menggunakan suhu sekitar 70⁰C - 80⁰C. Apabila kita menggunakan material PP tentunya akan mengalami banyak sekali deformasi dalam proses oven ini . Begitu halnya dalam proses plaiting dan crom, karena part setengah jadi itu harus dimasukan kedalam cairan pelapis yang memiliki suhu sekitar 70⁰C - 100⁰C. oleh karena itu produk yang mengalami proses lanjutan biasa menggunakan material ABS karena material PP memiliki titik leleh lebih rendah di banding dengan material ABS. Untuk itu pada proses injection material ABS ini sendiri lebih banyak digunakan sebagai bahan penganti palt untuk exterior, Miasalnya pada body motor, Cover Televisi dll. Hal ini dilakukan karena material ABS ini sendiri memiliki ketahanan akan getaran dengan frekuensi cukup tinggi.
   
   
   Material NYLON ( Polyamide ), material NYLON ABS ini sendiri memiliki spesifikasi bahan sebagai berikut:
   · Tensile Strength 700 – 850 kgf/cm²
   · Tensile Elongation 200 – 300 %
   · Izot impact Strength 3.3 – 5.4 kgf / cm²
   · Rockwell hardeness R119
       contoh nylon ABS
   Produk yang menggunakan material ini biasanya digunakan untuk aksesori atau cover pada mesin. Material nylon ini sendiri memiliki ketahanan / daya leleh melebihi material yang lainya, sehingga pada produksi otomotif terutama otomotif motor lebih banyak menggunakan produk yang menggunakan material nylon sebagai bahan penganti plat. Disampin dilihat dari segi efisiensi material ini juga memiliki segi safety yang lebih tinggi dibandingkan material plat. Material nylon apabila terkena panas akan menyerap sebagian panas sehingga panas yang dikeluarka tidak sama dengan panas yang dikeluarkan oleh mesin. Oleh karena itulah penggunaan bahan polimer jenis nylon banyak kita jumpai pada mesin motor keluaran baru.
   
   
   Material PS ( Polystyrene ), Material PS ini sendiri memiliki spesifikasi bahan sebagai berikut :
   · Tensile Strength 350 – 840 kgf/cm²
   · Tensile Elongation 3 – 4 %
   · Flexure Strength 562 – 984 %
   · Izot impact Strength 1.4 – 2.2 kgf / cm²
   · Rockwell hardeness M60 – 75
   contoh bahan polystrene
   
   
   Product yang menggunakan material ini biasanya digunakan sebagai lensa atau bahan yang menyerupai kaca. Material PC ini sendiri memiliki sifat yang jernih dan tembus pandang ( seperti kaca ), oleh karena itu pada industry otomotif bahan ini digunakan sebagi bahan pengganti kaca. Material PC ini sendiri memiliki keunggulan tidak mudah pecah seperti kaca. Sehingga dalam industry otomotif material ini digunakan sebagai cover lampu baik itu pada kendaraan roda 2 maupun kendaraan roda 4.Dari beberapa material yang saya paparkan dapat disimpilkan, bahwa material polimer adalah material pengganti yang memiliki nilai jual lebih tinggi dibanding dengan material steel ( Plat ) maupun kaca. Disamping itu material polimer adalah material yang mudah dibentuk dan juga material yang data didaur ulang kembali dengan proses tertentu.
   Bahan polimer itu sendiri merupakan bahan yang masih bisa dikompositkan dengan bahan polimer lain sehingga didapat bahan polimer baru sesuai dengan warna, karakter dan struktur sesuai yang diinginkan. Misalnya saja materiala polimer PP apabila dicampurkan dengan material GLASS FIBER dengan prosentase 20% - 40%, maka akan mendapatkan material PPGF yang memiliki sifat yang lebih tahan panas dan lebih kaku disbanding material PP.