Polyethylene (PE)

Apa itu PE dan Kegunaannya?

Polyethylene adalah polimer termoplastik dengan struktur kristal bervariasi dan beragam aplikasi tergantung pada jenis tertentu. Ini adalah salah satu plastik yang paling banyak diproduksi di dunia, dengan puluhan juta ton diproduksi di seluruh dunia setiap tahunnya. Proses komersial (katalis Ziegler-Natta) yang membuat PE sukses dikembangkan pada tahun 1950an oleh dua ilmuwan, Karl Ziegler dari Jerman dan Giulio Natta dari Italia.

Ada beberapa jenis Polyethylene, dan masing-masing jenis paling cocok untuk serangkaian aplikasi berbeda. Secara umum, Polietilen Densitas Tinggi (HDPE) jauh lebih berbentuk kristal, dan sering digunakan dalam kondisi yang sangat berbeda dibandingkan Polietilen Densitas Rendah (LDPE). Misalnya saja LDPE yang banyak digunakan pada kemasan plastik, seperti untuk tas belanjaan atau bungkus plastik. Sebaliknya, HDPE mempunyai aplikasi umum dalam konstruksi (misalnya, dalam penggunaannya dalam pembuatan pipa pembuangan). Polietilen Berat Molekul Ultratinggi (UHMW) memiliki aplikasi berkinerja tinggi pada peralatan medis dan rompi antipeluru.

Apa Saja Jenis Polietilen yang Berbeda?

Polietilen umumnya dikategorikan ke dalam salah satu dari beberapa senyawa utama, yang paling umum meliputi LDPE, LLDPE, HDPE, dan Polipropilena dengan Berat Molekul Sangat Tinggi. Varian lainnya termasuk Polietilen Densitas Sedang (MDPE), Polietilen berbobot molekul sangat rendah (ULMWPE atau PE-WAX), Polietilen berbobot molekul tinggi (HMWPE), Polietilen berikatan silang berdensitas tinggi (HDXLPE), Berikatan silang polietilen (PEX atau XLPE), Polietilen densitas sangat rendah (VLDPE), dan Polietilen terklorinasi (CPE).

·Low-Density Polyethylene (LDPE) adalah bahan yang sangat fleksibel dengan sifat aliran unik sehingga sangat cocok untuk tas belanja dan aplikasi film plastik lainnya. LDPE memiliki keuletan yang tinggi namun kekuatan tariknya rendah, hal ini terlihat dari kecenderungannya untuk meregang ketika diregangkan.

·Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE) sangat mirip dengan LDPE, namun menawarkan keunggulan tambahan. Secara khusus, sifat-sifat LLDPE dapat diubah dengan menyesuaikan konstituen formula, dan keseluruhan proses produksi LLDPE biasanya lebih hemat energi dibandingkan LDPE.

· Polietilen Densitas Tinggi (HDPE) adalah plastik kuat dan cukup kaku dengan struktur kristal tinggi. Ini sering digunakan dalam plastik untuk karton susu, deterjen, tempat sampah, dan talenan.

· Polietilen Berat Molekul Ultra Tinggi (UHMW) adalah versi polietilen yang sangat padat, dengan berat molekul biasanya lebih besar daripada HDPE. Bahan ini dapat dipintal menjadi benang dengan kekuatan tarik berkali-kali lipat lebih besar dari baja dan sering kali dimasukkan ke dalam rompi antipeluru dan peralatan berperforma tinggi lainnya.

Apa Karakteristik Polietilen?

Sekarang setelah kita mengetahui kegunaannya, mari kita periksa beberapa sifat utama polietilen. PE diklasifikasikan sebagai “termoplastik” (bukan “termoset”), berdasarkan cara plastik merespons panas. Bahan termoplastik menjadi cair pada titik lelehnya (masing-masing 110-130 derajat Celcius untuk LDPE dan HDPE). Sifat berguna dari termoplastik adalah bahwa mereka dapat dipanaskan hingga titik lelehnya, didinginkan, dan dipanaskan kembali tanpa degradasi yang signifikan. Alih-alih terbakar, termoplastik seperti polietilen malah mencair, sehingga mudah dicetak dengan cetakan injeksi dan kemudian didaur ulang. Sebaliknya, plastik termoset hanya dapat dipanaskan satu kali (biasanya selama proses pencetakan injeksi). Pemanasan pertama menyebabkan bahan termoset mengeras (mirip dengan epoksi 2 bagian), sehingga terjadi perubahan kimia yang tidak dapat dikembalikan. Jika Anda mencoba memanaskan plastik termoset ke suhu tinggi untuk kedua kalinya, plastik tersebut akan terbakar. Karakteristik ini menjadikan bahan termoset sebagai kandidat yang buruk untuk didaur ulang.

Berbagai jenis polietilen menunjukkan variabilitas yang luas dalam struktur kristalnya. Semakin sedikit kristal (atau amorf) suatu plastik, semakin besar kecenderungannya untuk melunak secara bertahap; artinya, plastik akan memiliki rentang yang lebih luas antara suhu transisi gelas dan titik lelehnya. Sebaliknya, plastik kristal menunjukkan transisi yang agak tajam dari padat ke cair.

Polietilen merupakan homopolimer, karena tersusun dari satu unsur monomer (dalam hal ini, etilen: CH2=CH2).

Mengapa Polyethylene Sering Digunakan?

Polietilen adalah komoditas plastik yang sangat berguna, terutama di kalangan perusahaan desain produk. Karena keragaman varian PE, PE digunakan dalam berbagai aplikasi. Kecuali jika diperlukan untuk aplikasi tertentu, kami biasanya tidak menggunakan polietilen sebagai bagian dari proses desain di Mekanisme Kreatif. Untuk beberapa proyek, komponen yang pada akhirnya akan diproduksi secara massal dalam PE dapat dibuat prototipenya dengan material lain yang lebih ramah prototipe seperti ABS.

PE tidak tersedia sebagai bahan cetak 3D. Ini bisa berupa mesin CNC atau dibentuk vakum.

Bagaimana PE Dibuat?

Polietilen, seperti plastik lainnya, dimulai dengan distilasi bahan bakar hidrokarbon (dalam hal ini etana) menjadi kelompok yang lebih ringan yang disebut “fraksi”, beberapa di antaranya digabungkan dengan katalis lain untuk menghasilkan plastik (biasanya melalui polimerisasi atau polikondensasi). Anda dapat membaca prosesnya secara lebih mendalam di sini.

PE untuk Pengembangan Prototype pada Mesin CNC dan Printer 3D

PE tersedia dalam bentuk lembaran, batangan, dan bahkan bentuk khusus dalam berbagai varian (LDPE, HDPE, dll.), menjadikannya kandidat yang baik untuk proses pemesinan subtraktif di pabrik atau mesin bubut. Warna biasanya terbatas pada putih dan hitam.

PE saat ini tidak tersedia untuk FDM atau proses pencetakan 3D lainnya (setidaknya tidak dari dua pemasok utama: Stratasys dan Sistem 3D). PE mirip dengan PP karena pembuatan prototipenya mungkin sulit. Anda hampir terjebak dengan permesinan CNC atau pembentukan Vakum jika Anda perlu menggunakannya dalam proses pengembangan prototipe Anda.

Apakah PE Beracun?

Dalam bentuk padat, tidak. Polietilen sering digunakan dalam penanganan makanan. Ini bisa menjadi racun jika terhirup dan/atau terserap ke dalam kulit atau mata sebagai uap atau cairan (misalnya, selama proses produksi). Berhati-hatilah dan ikuti petunjuk penanganan khususnya untuk polimer cair.

Apa Kekurangan Polietilen?

Polietilen umumnya lebih mahal dibandingkan polipropilena (yang dapat digunakan pada aplikasi komponen serupa). PE merupakan pilihan kedua setelah PP sebagai pilihan terbaik untuk engsel hidup.

Jika perusahaan Anda mengharuskan penggunaan PE untuk memberi daya pada produk Anda, hubungilah perusahaan desain produk yang mengetahui kelebihan dan kekurangan polietilen dan dapat menemukan cara untuk menerapkannya atau menemukan pengganti yang lebih baik.