Polietilena
Polietilena
(disingkat PE) (IUPAC: Polietena) adalah termoplastik yang digunakan
secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong plastik. Sekitar 80
juta metrik ton plastik ini diproduksi setiap tahunnya.
Polietilena
adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang monomer etilena
(IUPAC: etena). Di industri polimer, polietilena ditulis dengan
singkatan PE, perlakuan yang sama yang dilakukan oleh Polistirena
(PS) dan Polipropilena (PP).
Molekul
etena C2H4 adalah CH2=CH2. Dua grup CH2 bersatu dengan ikatan ganda.
Polietilena dibentuk melalui proses polimerisasi dari etena.
Polietilena bisa diproduksi melalu proses polimerisasi radikal,
polimerisasi adisi anionik, polimerisasi ion koordinasi, atau
polimerisasi adisi kationik. Setiap metode menghasilkan tipe
polietilena yang berbeda.
SEJARAH
Polietilena
pertama kali disintesis oleh ahli kimia Jerman bernama Hans von
Pechmann yang melakukannya secara tidak sengaja pada tahun 1989
ketika sedang memanaskan diazometana. Ketika koleganya, Eugen
Bamberger dan Friedrich Tschirner mencari tahu tentang substansi
putih, berlilin, mereka mengetahui bahwa yang ia buat mengandung
rantai panjang -CH2- dan menamakannya polimetilena.
Kegiatan
sintesis polietilena secara industri pertama kali dilakukan,
lagi-lagi, secara tidak sengaja, oleh Eric Fawcett dan Reginald
Gibson pada tahun 1933 di fasilitas ICI di Northwich, Inggris. Ketika
memperlakukan campuran etilena dan benzaldehida pada tekanan yang
sangat tinggi, mereka mendapatkan substansi yang sama seperti yang
didapatkan oleh Pechmann. Reaksi diinisiasi oleh keberadaan oksigen
dalam reaksi sehingga sulit mereproduksinya pada saat itu. Namun,
Michael Perrin, ahli kimia ICI lainnya, berhasil mensintesisnya
sesuai harapan pada tahun 1935, dan pada tahun 1939 industri LDPE
pertama dimulai.
KLASIFIKASI
Polietilena
terdiri dari berbagai jenis berdasarkan kepadatan dan percabangan
molekul. Sifat mekanis dari polietilena bergantung pada tipe
percabangan, struktur kristal, dan berat molekulnya.
• Polietilena
bermassa molekul sangat tinggi (Ultra high molecular weight
polyethylene)
• Polietilena
bermassa molekul sangat rendah (Ultra low molecular weight
polyethylene)
• Polietilena
bermassa molekul tinggi (High molecular weight polyethylene)
• Polietilena
berdensitas tinggi (High density polyethylene)
• Polietilena
''cross-linked'' berdensitas tinggi (High density cross-linked
polyethylene)
• Polietilena
''cross-linked'' (Cross-linked polyethylene)
• Polietilena
berdensitas menengah (Medium density polyethylene)
• Polietilena
berdensitas rendah (Low density polyethylene)
• Polietilena
linier berdensitas rendah (Linear low density polyethylene)
• Polietilena
berdensitas sangat rendah (Very low density polyethylene)
UHMWPE
adalah polietilena dengan massa molekul sangat tinggi, hingga jutaan.
Biasanya berkisar antara 3.1 hingga 5.67 juta. Tingginya massa
molekul membuat plastik ini sangat kuat, namun mengakibatkan
pembentukan rantai panjang menjadi struktur kristal tidak efisien dan
memiliki kepadatan lebih rendah dari pada HDPE. UHMWPE bisa dibuat
dengan teknologi katalis, dan katalis Ziegler adalah yang paling
umum. Karena ketahanannya terhadap penyobekan dan pemotongan serta
bahan kimia, jenis plastik ini memiliki aplikasi yang luas. UHMWPE
digunakan sebagai onderdil mesin pembawa kaleng dan botol, bagian
yang bergerak dari mesin pemutar, roda gigi, penyambung, pelindung
sisi luar, bahan anti peluru, dan sebagai implan pengganti bagian
pinggang dan lutut dalam operasi.
HDPE
dicirikan dengan densitas yang melebihi atau sama dengan 0.941 g/cm3.
HDPE memiliki derajat rendah dalam percabangannya dan memiliki
kekuatan antar molekul yang sangat tinggi dan kekuatan tensil. HDPE
bisa diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta,
atau katalis metallocene. HDPE digunakan sebagai bahan pembuat botol
susu, botol/kemasan deterjen, kemasan margarin, pipa air, dan tempat
sampah.
PEX
adalah
polietilena dengan kepadatan menengah hingga tinggi yang memiliki
sambungan cross-link pada struktur polimernya. Sifat ketahanan
terhadap temperatur tingi meningkat seperti juga ketahanan terhadap
bahan kimia.
MDPE
dicirikan dengan densitas antara 0.926–0.940 g/cm3. MDPE bisa
diproduksi dengan katalis kromium/silika, katalis Ziegler-Natta, atau
katalis metallocene. MDPE memiliki ketahanan yang baik terhadap
tekanan dan kejatuhan. MDPE biasa digunakan pada pipa gas.
LDPE
dicirikan
dengan densitas 0.910–0.940 g/cm3. LDPE memiliki derajat tinggi
terhadap percabangan rantai panjang dan pendek, yang berarti tidak
akan berubah menjadi struktur kristal. Ini juga mengindikasikan bahwa
LDPE memiliki kekuatan antar molekul yang rendah. Ini mengakibatkan
LDPE memiliki kekuatan tensil yang rendah. LDPE diproduksi dengan
polimerisasi radikal bebas.
LLDPE
dicirikan dengan densitas antara 0.915–0.925 g/cm3. LLDPE adalah
polimer linier dengan percabangan rantai pendek dengan jumlah yang
cukup signifikan. Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan
rantai pendek alfa-olefin (1-butena, 1-heksena, 1-oktena, dan
sebagainya). LLDPE memiliki kekuatan tensil yanglebih tinggi dari
LDPE, dan memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap tekanan.
VLDPE
dcirikan dengan densitas 0.880–0.915 g/cm3. VLDPE adalah polimer
linier dengan tingkat percabangan rantai pendek yang sangat tinggi.
Umumnya dibuat dengan kopolimerisasi etilena dengan rantai pendek
alfa-olefin.
SIFAT
FISIK
Melihat
kristalinitas dan massa molekul, titik leleh, dan transisi gelas
sulit melihat sifat fisik polietilena. Temperatur titik tersebut
sangat bervariasi bergantung pada tipe polietilena. Pada tingkat
komersil, polietilena berdensitas menengah dan tinggi, titik lelehnya
berkisar 120oC hingga 135oC. Titik leleh polietilena berdensitas
rendah berkisar 105oC hingga 115oC.
Kebanyakan
LDPE, MDPE, dan HDPE mempunyai tingkat resistansi kimia yang sangat
baikdan tidak larut pada temperatur ruang karena sifat kristalinitas
mereka. Polietilena umumnya bisa dilarutkan pada temperatur yang
tinggi dalam hidrokarbon aromatik seperti toluena atau xilena, atau
larutan terklorinasi seperti trikloroetana atau triklorobenzena.
MASALAH
LINGKUNGAN
Penggunaan
polietilena yang sangat luas menjadi masalah lingkungan yang amat
serius. Polietilena dikategorikan sebagai sampah yang sulit
didegradasi oleh alam, membutuhkan waktu ratusan tahun bagi alam
untuk mendegradasinya secara efisien.
