Agen Kopel (Coupling Agents) dalam Komposit Plastik: Fungsi, Jenis, dan Perkembangannya
Coupling Agents adalah bahan aditif yang digunakan dalam komposit plastik yang diperkuat atau diisi untuk meningkatkan ikatan antara plastik dan bahan pengisi atau penguat, guna memenuhi tuntutan kinerja yang semakin tinggi. Secara umum, bahan anorganik yang digunakan sebagai penguat dan pengisi tidak memiliki afinitas (kecocokan) yang baik dengan matriks organik tempat mereka dicampurkan. Dalam kasus penguat berbasis silikat (seperti serat kaca atau wollastonite), agen kopel berbasis silan bekerja dengan mengubah antarmuka antara dua fase yang berbeda ini. Hasilnya adalah peningkatan daya rekat dan sifat mekanik yang lebih baik.
Melalui reaksi kimia antara resin dan komponen pengisi atau penguat, agen kopel membentuk komposit yang kuat dan tahan lama. Coupling Agents secara signifikan meningkatkan sifat mekanik dan listrik dari berbagai jenis resin, pengisi, dan penguat. Selain itu, agen kopel juga membantu menurunkan biaya komposit dengan memungkinkan penggunaan mineral dalam jumlah lebih tinggi (mineral loading yang lebih tinggi).
Penggunaan utama Coupling Agents adalah pada penguatan plastik dengan serat kaca. Resin termoset seperti poliester dan epoksi menyumbang sekitar 90% dari konsumsi agen kopel. Kaolin clay, wollastonite, dan serat kaca adalah jenis pengisi atau penguat utama yang secara kimia diberi perlakuan menggunakan agen kopel. Agen kopel biasanya dibeli dan diaplikasikan oleh produsen serat kaca atau pengisi anorganik, atau oleh pihak compounder (pencampur bahan) yang akan mengintegrasikan ke dalam sistem komposit.
Pasar penting lain untuk agen kopel silan adalah pada proses crosslinking (pengikatan silang) poliolefin. Dalam pasar ini, penggunaan silan meningkat menggantikan peroksida organik. Silan dan titanat, bersama dengan beberapa jenis produk minor lainnya, membentuk keseluruhan pasar agen kopel.
Silan
Silan mencakup lebih dari 90% pasar agen kopel untuk plastik. Secara kimia, silan dapat direpresentasikan dengan rumus Y–Si(X)₃, di mana X adalah gugus yang dapat dihidrolisis seperti etoksi atau metoksi, dan Y adalah gugus organik fungsional yang memungkinkan keterikatan kovalen dengan matriks organik. Agen kopel mula-mula berikatan dengan gugus hidroksi di permukaan komponen anorganik melalui bagian Si(X)₃—baik secara langsung maupun lebih umum melalui produk hidrolisisnya, Si(OH)₃. Gugus fungsional Y (seperti amino, metoksi, epoksi, dan lainnya) kemudian berikatan dengan matriks plastik saat bahan pengisi atau penguat yang telah diberi silan dicampurkan, sehingga meningkatkan ikatan serta sifat mekanik dan listrik dari komposit.
Tabel berikut mencantumkan empat jenis kimia silan yang berbeda dan sistem komposit terkaitnya.
Titanat
Titanat terutama digunakan sebagai bahan bantu dispersi untuk pengisi dalam poliolefin, guna mencegah terjadinya penggumpalan (agglomerasi). Agen kopel berbasis titanium bereaksi dengan proton bebas pada permukaan bahan anorganik, membentuk lapisan organik monomolekular di permukaan. Umumnya, pengisi atau penguat yang diberi perlakuan dengan titanat bersifat hidrofobik (tidak menyerap air), organofilik (menyukai senyawa organik), dan organofungsional, sehingga menghasilkan dispersi yang lebih baik dan ikatan yang lebih kuat dengan matriks polimer.
Dalam sistem polimer yang diisi, titanat diklaim dapat meningkatkan kekuatan benturan, menurunkan viskositas leleh dibandingkan dengan polimer murni pada kadar pengisian di atas 50%, dan membantu mempertahankan sifat mekanik selama proses penuaan.
Pemasok
Tabel di bawah ini menyajikan daftar pemasok terpilih untuk agen kopel. Dua pemasok utama di Amerika Utara adalah Witco dan Dow Corning. Secara global, Witco adalah pemasok terkemuka dengan kehadiran yang kuat di Eropa, wilayah Asia/Pasifik (melalui perjanjian distribusi), serta Amerika Utara.
Tren dan Perkiraan
Pasar agen kopel mengikuti pertumbuhan dari tiga penggunaan utamanya: plastik yang diperkuat serat kaca, pencampuran plastik (compounding), dan perlakuan awal pengisi mineral. Dua pasar terakhir, meskipun lebih kecil dibanding area poliester yang diperkuat, justru mengalami pertumbuhan tercepat, dengan laju pertumbuhan sekitar 6% per tahun secara global. (by : niginashq) #plasticpallet #plasticrecycle #bumimulia #paletplastik
Source : Modern Plastic Handbook (Charles A. Harper)