Konsumsi elastomer termoplastik (TPE) secara global pada tahun 2000 diperkirakan mencapai sekitar 2,5 miliar pon. Peningkatan ini terutama disebabkan oleh teknologi polimer dan proses baru, dengan tingkat pertumbuhan rata-rata tahunan sekitar 6% antara 1996 dan 2000. Sekitar 40% dari total konsumsi ini terjadi di Amerika Utara.
Elastomer Termoplastik (TPE) biasanya dikarakterisasi berdasarkan kekerasan, ketahanan terhadap abrasi, pemotongan, goresan, deformasi lokal, dan keausan. Pengukuran kekerasan konvensional dilakukan menggunakan skala Shore A dan Shore D. Shore A digunakan untuk Elastomer Termoplastik (TPE) yang lebih lunak, sedangkan Shore D untuk Elastomer Termoplastik (TPE) yang lebih keras, dengan rentang mulai dari Shore A 40 hingga Shore D 82. Pengukuran kekerasan durometer (ASTM D 2240) merupakan metode standar industri untuk bahan karet, mencakup dua jenis durometer, yaitu A dan D. Selain itu, terdapat metode uji kekerasan lain seperti kekerasan Rockwell untuk plastik (ASTM D 785 dan ISO 2039) serta kekerasan Barcol (ASTM D 2583) untuk plastik kaku.
Waktu pengeringan TPE tergantung pada kemampuan resin menyerap kelembapan. Produsen TPE biasanya merekomendasikan waktu pengeringan dan parameter proses yang khas. Parameter seperti suhu dan tekanan dipengaruhi oleh suhu leleh resin, sifat reologi, desain cetakan, dan konfigurasi peralatan.
STIRENA
Kopolimer blok stirena adalah jenis TPE yang paling banyak digunakan, menyumbang hampir 45% dari konsumsi global TPE di akhir abad ke-20. TPE styrenic memiliki arsitektur molekul dengan segmen “keras” termoplastik dan segmen “lunak” elastomerik. Contoh TPE styrenic meliputi stirena butadiena stirena (SBS), stirena etilena/butilena stirena (SEBS), dan stirena isoprena stirena (SIS). Segmen stirena menciptakan jaringan ikatan silang fisik yang dapat balik, memungkinkan pemrosesan termoplastik atau pelarutan. Setelah pendinginan atau penguapan pelarut, segmen stirena mengeras kembali.
Pasar utama TPE styrenic mencakup sol sepatu, film/sheet ekstrusi, penutup kabel, perekat sensitif tekanan, dan modifikasi resin. Produk ini juga digunakan pada pegangan sepeda, alat dapur, produk medis transparan, dan produk perawatan pribadi.
Produsen utama TPE styrenic termasuk Shell Chemical (Kraton), Firestone Synthetic Rubber and Latex (Stereon), Dexco Polymers (Vector), dan EniChem Elastomers (Europrene). TPE Kraton tersedia dalam dua jenis utama: Kraton G dan Kraton D, yang berbeda dalam sifat dan prosesnya. Kraton G memiliki blok tengah yang jenuh sehingga lebih tahan terhadap oksigen, ozon, dan radiasi UV, serta dapat digunakan pada suhu hingga 177°C. Kraton D, dengan blok tengah yang tidak jenuh, memiliki batas suhu hingga 66°C.
Kraton TPE menunjukkan sifat yang setara dengan karet vulkanisasi tanpa memerlukan proses vulkanisasi. Sifatnya sangat dipengaruhi oleh jenis polimer dan formulasi, memungkinkan berbagai aplikasi mulai dari komponen otomotif hingga alat kesehatan sekali pakai.
Kraton digunakan dalam PSA, perekat panas (hot-melt adhesives), sealant, lapisan berbasis solusi, gel minyak fleksibel, pengubah dalam aspal, termoplastik, dan resin termoset. Ketika Kraton digunakan sebagai pengubah dampak (impact modifier) pada nilon 66, kekuatan dampak notched Izod dapat meningkat dari 0,8 ft-lb/in pada nilon 66 tanpa modifikasi menjadi 19 ft-lb/in. Modulus lentur dapat menurun dari 44.000 lb/in² (302 MPa) pada nilon 66 tanpa modifikasi menjadi sekitar 27.000 lb/in² (186 MPa) pada nilon 66 yang dimodifikasi untuk tahan dampak. SBCs diproses melalui cetakan injeksi, ekstrusi, cetakan tiup, dan cetakan tekan. Polimer cair Kraton merupakan polimer diol dengan gugus OH primer alifatik di setiap ujung terminal elastomer poli(etilena/butilena). Polimer ini digunakan dalam formulasi perekat, sealant, lapisan, tinta, busa, serat, surfaktan, dan pengubah polimer.
Dua pasar besar untuk kopolimer blok styrenic SBS Stereon TPE dari Firestone adalah: (1) pengubah dampak untuk resin polystyrene tahan api dan poliolefin, serta (2) PSA dan perekat panas. Kopolimer blok SBS yang dapat dicetak memiliki kejernihan tinggi, kilau, stabilitas siklus lentur yang baik untuk aplikasi “engsel hidup”, dan memenuhi standar FDA untuk wadah makanan serta produk medis/rumah sakit. Sifat mekanik khas meliputi kekuatan tarik 4600 lb/in² (31,7 MPa), kekuatan lentur 6000 lb/in² (41,4 MPa), dan modulus lentur 200.000 lb/in² (1,4 GPa). Kopolimer blok spesifik stereon butadiena styrene digunakan sebagai pengubah dampak pada PS, polystyrene berdampak tinggi (HIPS), lembaran poliolefin, dan film seperti film tiup linear low-density polyethylene (LLDPE) untuk mengurangi ketebalan serta meningkatkan ketahanan sobek dan penyegelan panas. Film LLDPE yang dimodifikasi dengan 7,5% kopolimer blok styrenic spesifik stereon memiliki kekuatan dampak Dart sebesar 185°F per 50 g dibandingkan dengan 135°F per 50 g untuk film LLDPE tanpa modifikasi. Kopolimer ini juga meningkatkan ketahanan retak akibat tekanan lingkungan, terutama terhadap lemak dan minyak pada baki pengemasan daging/unggas, meningkatkan laju alir leleh, meningkatkan kilau, dan memenuhi standar U.S. FDA 21 CFR 177.1640 untuk pengemasan makanan yang bersentuhan dengan PS setidaknya 60%.
Kopolimer blok spesifik stereon butadiena TPE dapat tersebar dengan mudah dan meningkatkan kemampuan pencampuran polimer utama dengan sisa material untuk daur ulang. Kopolimer blok styrenic Vector SBS, SIS, dan SB diproduksi dalam bentuk bebas diblok dan dengan diblok. Proses produksi kopolimer blok linier SBC perusahaan hampir tidak menghasilkan residu diblok. Residu styrene butadiena dan styrene isoprene memerlukan blok akhir di kedua ujung polimer untuk memiliki segmen penahan beban dalam jaringan elastomer. Namun, diblok dicampur ke dalam kopolimer untuk aplikasi tertentu. SBC Vector diproses melalui injeksi, ekstrusi, dan diformulasikan menjadi perekat tekanan-sensitif untuk pita dan label, perekat rakitan produk panas, perekat konstruksi, mastik, sealant, dan pengubah aspal. Aspal ini digunakan untuk membuat membran atap satu lapis dan sistem kedap air, pengikat untuk konstruksi dan perbaikan jalan, serta sealant untuk sambungan dan retakan.
Kopolimer SBC digunakan sebagai penguat sifat untuk meningkatkan ketangguhan dan kekuatan dampak pada suhu sekitar dan rendah dari termoplastik teknik, termoplastik olefinik dan styrenik, serta resin termoset. Kopolimer ini memenuhi regulasi tambahan makanan FDA AS 21 CFR 177.1810 dan standar United States Pharmacopoeia (USP) untuk aplikasi perangkat medis Kelas VI. Teknik hidrogenasi yang dipatenkan oleh perusahaan dikembangkan untuk meningkatkan ketahanan panas dan sinar ultraviolet SBC. Kopolimer blok linier dan radial styrene butadiena dan styrene isoprene EniChem Europrene SOL T dipolimerisasi menggunakan katalis tipe anionik. Molekul memiliki blok akhir polystyrene dengan blok elastomerik polidiena (butadiena atau isoprena) di tengah. Kopolimer ini memiliki struktur (S-B)n X di mana S adalah polystyrene, B adalah polibutadiena dan poliisoprena, dan X adalah agen penghubung.
Kopolimer Europrene SOL S, terutama dengan kandungan styrene tinggi yang diproduksi melalui polimerisasi larutan, secara signifikan meningkatkan kekuatan tarik, kekerasan, dan plastisitas serta memperbaiki sifat perekat. Kandungan styrene tinggi tidak mengurangi transparansi senyawa. Poly-alpha-methylstyrene meningkatkan kekerasan dan modulus, tetapi menurunkan ketahanan abrasi. EVA meningkatkan ketahanan terhadap cuaca, ozon, penuaan, dan pelarut, sambil mempertahankan rheologi leleh dan elastisitas produk jadi. Europrene diproduksi dalam bentuk dengan tambahan minyak (oil-extended) maupun kering, di mana minyak parafinik dikembangkan khusus untuk sifat mekanik, penuaan, dan warna yang optimal. Elastomer ini juga dicampur dengan antioksidan untuk mencegah oksidasi termal dan foto yang dapat terjadi selama pemrosesan atau masa pakai produk. Stabilizer UV konvensional seperti benzofenon dan benzotriazin digunakan sesuai kebutuhan aplikasi.
Kopolimer Europrene, terutama yang mengandung tambahan minyak, digunakan pada sol sepatu dan alas kaki lainnya. Aplikasi utama lainnya mencakup pengubah dampak untuk PS, HDPE, LDPE, polypropylene (PP), resin termoplastik lainnya, dan aspal; selang ekstrusi, tabung, cincin-O, gasket, tikar, perlengkapan renang seperti masker mata, snorkel, sirip, pakaian karet, serta rakit; dan perekat tekanan-sensitif serta hot melt. Teknik pencampuran dilakukan melalui metode industri konvensional seperti pencampuran internal atau pencampuran awal dengan kecepatan rendah pada suhu kamar. Proses pencampuran awal dengan ekstrusi adalah metode pilihan. Struktur fase ganda dari TPE styrenic ini memungkinkan kombinasi sifat mekanik dan elastis yang unggul dengan sifat pemrosesan termoplastik. (Pyg : Aditia) #Paletplastik #PlasticPallet #Recycleplastic #Bumimulia
Source : Modern Plastics Handbook (Charles A. Harper)