Pelumas merupakan kelompok material yang luas dan digunakan untuk memperbaiki karakteristik aliran plastik selama proses. Selain fungsi utamanya dalam meningkatkan sifat aliran, pelumas juga dapat berperan sebagai promotor leleh, antiblock, antitack, antistatik, serta penambah warna dan ketahanan benturan. Pelumas dapat digunakan bersama dengan agen pelepas logam dan penstabil panas. Dalam industri film kemasan, pelumas digunakan secara luas untuk mencegah plastik menempel pada peralatan proses logam. Pelumas dapat meningkatkan efisiensi dengan menurunkan viskositas leleh resin, sehingga mengurangi gesekan dan keausan peralatan, meningkatkan laju produksi, serta menurunkan konsumsi energi. Pemilihan pelumas bergantung pada jenis polimer serta proses manufaktur yang digunakan. Pemilihan akan lebih mudah ketika proses manufaktur sudah mapan, sementara untuk proses baru diperlukan percobaan yang hati-hati. Faktor utama dalam pemilihan pelumas meliputi kompatibilitas dengan resin panas, tidak memberikan efek merugikan terhadap sifat polimer, transparansi yang baik, persetujuan regulasi, serta keseimbangan dengan aditif lain dalam polimer. Jumlah pelumas yang digunakan juga berpengaruh terhadap sifat akhir polimer. Penggunaan berlebih dapat menyebabkan selip yang berlebihan, sedangkan penggunaan kurang dapat menyebabkan degradasi dan meningkatnya viskositas leleh.
Pelumas secara umum dibedakan menjadi dua kategori, yaitu internal dan eksternal. Pelumas eksternal tidak berinteraksi dengan polimer, tetapi bekerja pada permukaan polimer cair di antara polimer dan permukaan peralatan proses, serta umumnya tidak kompatibel dengan polimer itu sendiri. Pelumas ini bekerja dengan melapisi peralatan proses dan mengurangi gesekan pada titik antarmuka. Pelumas eksternal menunda fusi dan memberikan kontrol leleh serta aliran polimer yang diinginkan pada aplikasi seperti pipa PVC kaku, panel, dan bingkai jendela. Sementara itu, pelumas internal biasanya kompatibel secara kimia dengan polimer dan bekerja dengan mengurangi gesekan antar molekul polimer. Mereka menurunkan gaya van der Waals sehingga menurunkan viskositas leleh dan energi yang dibutuhkan dalam proses.
Beberapa bahan kimia dapat digunakan baik sebagai pelumas internal maupun eksternal karena pelumas dapat berfungsi di beberapa tahap selama pemrosesan polimer. Pada tahap pencampuran, pelumas biasanya berupa zat lilin yang melapisi permukaan butiran resin sehingga memudahkan pergerakan melalui bagian peralatan yang masih dingin. Ketika campuran polimer dipanaskan, pelumas melunak, meleleh, dan meresap ke dalam polimer. Tingkat penetrasi ini bergantung pada kelarutan pelumas dalam polimer tertentu.
Jenis pelumas yang banyak digunakan adalah stearat logam, terutama pada PVC, tetapi juga pada poliolefin, ABS, poliester, dan fenolik. Kekurangan utama stearat logam adalah kejernihannya yang rendah. Kalsium stearat adalah yang paling umum digunakan sebagai pelumas internal, tetapi pada aplikasi PVC juga berfungsi sebagai pelumas eksternal, agen pelepas logam, serta penstabil panas. Ester (seperti ester lemak, poliol ester, dan wax ester) memiliki kompatibilitas yang baik dengan PVC dan juga digunakan pada polistirena serta polimer akrilik. Ester dengan berat molekul tinggi digunakan sebagai pelumas eksternal, sedangkan ester dengan berat molekul rendah sebagai pelumas internal meskipun kurang efisien. Amida lemak memiliki sifat pelepas cetakan yang unik. Amida lemak primer sederhana digunakan sebagai agen slip dan pelepas cetakan pada poliolefin maupun polimer lainnya. Amida kompleks seperti etilen bis-stearamida memberikan fungsi pelepas cetakan sekaligus pelumasan internal dan eksternal pada PVC serta ABS. Alkohol lemak terutama digunakan pada PVC kaku karena kompatibilitasnya serta kemampuannya sebagai pelumas internal dan eksternal, terutama pada aplikasi yang membutuhkan kejernihan. Lilin bersifat non-polar dan sangat tidak kompatibel dengan PVC, sehingga sangat baik digunakan sebagai pelumas eksternal. Lilin PE yang teroksidasi sebagian bekerja baik untuk PVC dengan cara menunda fusi, dan hampir selalu digunakan bersama kalsium stearat untuk mengendalikan aliran leleh. Walaupun fungsi utama lilin, sabun logam, ester asam lemak, dan amida adalah pelumasan, bahan-bahan ini juga multifungsi karena dapat memberikan sifat slip, antiblock, dan pelepas cetakan.
Agen pelepas cetakan digunakan ketika produk plastik cenderung menempel pada cetakan, dengan cara membentuk lapisan antarmuka untuk menurunkan gesekan. Pelepasan yang buruk dapat menyebabkan waktu siklus lebih lama, bagian yang cacat, dan kerusakan pada cetakan. Agen pelepas terbagi menjadi internal dan eksternal. Agen pelepas internal dicampurkan langsung ke dalam polimer dengan kompatibilitas minimal. Aditif ini bermigrasi ke permukaan polimer dan membentuk lapisan tipis antara resin dan rongga cetakan, atau hadir dalam jumlah cukup untuk mengurangi adhesi. Agen pelepas eksternal biasanya diaplikasikan dengan cara disemprotkan, dicat, atau dioleskan ke permukaan cetakan dalam bentuk aerosol, cairan, atau pasta. Setelah pelarut atau air menguap, lapisan agen pelepas tertinggal di cetakan. Agen pelepas digunakan dalam berbagai aplikasi seperti plastik penguat serat, pengecoran, busa dan elastomer poliuretan, termoplastik hasil injeksi, lembaran vacuum-formed, serta profil ekstrusi. Karena tiap aplikasi memiliki jenis plastik, bahan cetakan, waktu siklus, suhu, dan kegunaan akhir yang berbeda, maka tidak ada agen pelepas universal. Agen pelepas yang baik harus memiliki kekuatan tarik tinggi agar tidak aus oleh pengisi mineral abrasif atau serat kaca, tahan terhadap dekomposisi kimia, serta mampu menempel pada cetakan agar tidak mengganggu produk akhir. Jenis bahan utama yang digunakan sebagai agen pelepas cetakan adalah ester dan amida asam lemak, fluoropolimer, silikon, serta lilin. Ester dan amida asam lemak umumnya tidak mengganggu proses finishing sekunder, beberapa bahkan memiliki stabilitas suhu tinggi sehingga cocok untuk resin cetakan rotasi dan plastik teknik. Fluoropolimer membentuk lapisan tipis tunggal yang mudah diaplikasikan namun mahal. Silikon digunakan baik sebagai agen pelepas internal maupun eksternal, tetapi lebih banyak digunakan sebagai bahan aktif dalam agen pelepas eksternal. Silikon biasanya dalam bentuk larutan atau dispersi air yang disemprotkan ke rongga cetakan di antara siklus. Kekurangan silikon sebagai agen pelepas internal adalah kemungkinan mengganggu proses pengecatan dan mencemari permukaan akhir produk.
Terdapat banyak pemasok pelumas dan agen pelepas cetakan karena beragamnya jenis kimia yang berfungsi sebagai pelumas internal maupun eksternal. Pemasok umumnya adalah perusahaan kimia khusus berskala besar yang menjual produk kimia tertentu untuk berbagai aplikasi akhir. Volume penjualan pelumas dan agen pelepas cetakan untuk plastik biasanya relatif kecil dibandingkan total penjualan perusahaan.
Selain plastisizer, pelumas termasuk yang paling mendekati kategori komoditas dalam pasar aditif plastik. Lebih dari 70% konsumsi pelumas ditujukan untuk PVC dalam aplikasi seperti pipa, panel, dan jendela, sehingga permintaan sangat bergantung pada industri konstruksi. Penggunaan pelumas dengan penstabil panas, terutama berbasis timbal dalam sistem “one-pack”, tidak berkembang di Amerika Utara seperti halnya di Eropa. Amerika Utara lebih banyak menggunakan sistem penstabil berbasis timah, dan pelanggan di sana masih lebih memilih membeli aditif secara terpisah. Tren teknologi utama dalam pelumas meliputi pengembangan pelumas suhu tinggi serta pelumas yang kompatibel dengan aditif lain dan warna dalam plastik.
Agen pelepas cetakan merupakan bisnis berbeda dari pelumas meskipun ada kesamaan pada beberapa jenis kimia. Produk ini umumnya berupa formulasi dengan harga lebih tinggi dan digunakan terutama pada poliuretan termoset, poliester, dan epoksi. Bahan aktif utamanya dijual oleh produsen silikon dan fluorokimia seperti Dow Corning, GE Silicones, Wacker, DuPont, dan ICI. Secara keseluruhan, bisnis pelumas dan agen pelepas cetakan tumbuh sekitar 4–5% per tahun secara global. (PIC : A.N) #bumimulia #recycleplastic #paletplastik #plasticpallet #Injectionmolding #injectionstretchblow #extrusionblowmolding #extrusiontube #printingtube
Source: Modern Plastics Handbook (Charles A. Harper)