PVC [PDF]

Citation preview

POLYVINYL CHOLIRDE Abubakar Adeni Alexander Stefan Ananda Putra Sangaji Resti Ayu Khairina Yogisw ara Paramatatya



(1106068516 ) (1106068466) (1106070703 ) ( 1106068491) (1106070804)



Kelompok 4



LATAR BELAKANG PVC ditemukan pertama kali pada tahun 1835 oleh Henri Victor Regnault dan oleh Eugen Baumann German pada tahun 1872. Pada hasil temuan ini, muncul polimer putih padat. secara tak sengaja orang menemukan serbuk putih dalam botol berisi gas vinil klorida yang terekspos oleh sinar Matahari pemanfaatan PVC pada awalnya banyak menemui jalan buntu sifatnya yang mudah rusak jika dipanaskan pemanasan merupakan cara pengolahan yang paling logis



CON’T  Pada tahun 1926, seorang peneliti pada perusahaan ban BFGoodyear mencari formulasi lem untuk merekatkan karet ke logam  PVC, bahan elastomer thermoplastik pertama di dunia (bahan elastis yang dapat diubah bentuknya jika dipanaskan ) ditemukan.  Yang terjadi adalah bahwa PVC dapat bercampur secara sempurna (miscible) dengan masing-masing zat yang kemudian lazim disebut sebagai plasticizer  Terobosan teknis ini merupakan awal dari revolusi penggunaan PVC sebagai commodity plastics, yang melibatkan penggunaan plasticizer



CON’T  Terobosan teknis kedua berupa berkembangnya teknologi formulasi PVC dengan penggunaan zat-zat yang lazim disebut stabilizer, processing aid dan sebagainya, dan yang tak kalah penting  perkembangan teknologi mesin pemroses PVC sehingga dimungkinkan pemrosesan PVC tanpa kandungan plasticizer (rigid application).  Kini mayoritas penggunaan PVC adalah pada aplikasi tanpa plasticizer tersebut terutama di bidang konstruksi seperti berbagai jenis ppipa untuk air bersih maupun untuk air limbah domestik, pembungkus(isolator) berbagai macam kabel.



PVC  PVC (Polivinyl chloride) merupakan polimer termoplastik yang dibangun oleh monomer vinyl klorida (kloroetena) yang mana 1 atom hidrogen disubsitusikan oleh 1 atom klor.  Sifat asli PVC adalah kaku, namun dapat dibuat lebih lunak dan lebih fleksibel dengan penambahan plasticizer, yaitu ftalat yang paling banyak digunakan.



SIFAT FISIK  PVC mengandung halogen yang membuatnya sifat tahan panas, daya tahan, dan memiliki ketahanan terhadap minyak maupun bahan kimia  Beberapa sifat PVC yang disebutkan diatas adalah, tahan panas, daya tahan yang tinggi, serta daya tahan yang tinggi terhadap minyak maupun bahan kimia.  Adanya kandungan klorin pun menyebabkan PVC tahan terhadap oksigen sehingga tidak mudah teroksidasi. Dibandingkan dengan plastik lainnya lebih mudah teroksidasi karena hanya mengandung karbon dan oksigen.  Sifat lain dari PVC adalah tahan terhadap asam, alkali dan hampir semua bahan kimia anorganik.  Walaupun PVC larut dalam hidrokarbon aromatik, keton, dan eter siklik, PVC sulit larut dalam pelarut organik lainnya.



SIFAT KIMIA  Reaksi polimerisasi ini yang melibatkan dua fasa yaitu monomer dengan fasa cair dan polimer dengan fasa gel,  Karena adanya laju polimerisasi yang lebih rendah pada monomer yang berfasa cair jika dibandingkan dengan polimer berfasa gel  Rantai transfer ke monomer merupakan reaksi utama pada polimerisasi yang mengontrol berat molekul dan distribusinya.



SIFAT KIMIA Pada suhu 30 C rantai transfer ke monomer terjadi sekali setiap reaksi propagasi 1600 monomer, sedangkan Pada suhu 70 0C rantai transfer ke monomer terjadi sekali setiap 420 monomer adisi. Dari sini suhu dari proses polimerisasi sangat berpengaruh pada berat molekul yang dimiliki PVC tersebut yaitu berat molekul PVC akan semakin besar pada suhu polimerisasi yang lebih rendah.



KEBUTUHAN NASIONAL 10 tahun terakhir Industri PVC resin di Indonesia praktis tidak banyak berkembang yakni masih tetap 5 produsen



Hal ini tercermin dari jumlah perusahaan penghasil PVC resin belum berubah sejak pendirian Satomo Indovyl Polimers (SIP) dan Siam Maspion Polymer (SMP) pada tahun 1995.



KEBUTUHAN NASIONAL  Tingkat konsumsi plastik PVC di Indonesia pertahun saat ini adalah 1,45 kg per kapita (data tahun 2007), hanya sedikit lebih tinggi dibanding negara-negara miskin di Afrika.  Angka ini masih 4 kali lebih rendah dari Thailand (5,97 kg per kapita) dan 7 kali lebih rendah dibandingkan Malaysia (10,4 kg per kapita) (data tahun 2004).  tingkat konsumsi plastik PVC tertinggi adalah di Eropa Barat (14,1 kg per kapita) dan Amerika Serikat (15,5 kg per kapita) (data tahun 2004).  Sementara tingkat konsumsi plastik jenis lain di negara -negara tersebut kurang lebih proporsional dengan tingkat konsumsi PVC tersebut.



KAPASITAS PRODUKSI DUNIA



Kapasitas produksi pada tahun 2009 adalah 45 juta ton per tahun Kenaikannya adalah 11 juta ton dari tahun 2004. Kenaikan setiap tahun rata-rata 5.9%



KAPASITAS PRODUKSI DUNIA Kapasitas Produksi



Konsumsi Dunia



KAPASITAS PRODUKSI DUNIA Perusahaan Dunia



Penggunaan PVC Dunia



Sumber: (Sumber: CMAI/Vinnolit Magazine)



Untuk memenuhi kebutuhan akan produk PVC di indonesia, dibutuhkan peran dari produsen-produsen PVC. Berikut beberapa perusahaan penghasil PVC:  Standard Toyo Polymer  Asahimas Chemical  Sulvindo Adi Usaha



MANFAAT PVC



Sifat PVC yang menarik membuatnya cocok untuk berbagai macam penggunaan. PVC tahan secara biologi dan kimia. Berikut adalah contoh pengaplikasian dari Polivinilclorida (PVC):



PIPA PVC  pipa PVC yang distabilisasi dengan Calcim -Zinc untuk pertama kalinya memperoleh penghargaan.  Masuknya produk ini kedalam klasifikasi sebagai bahan yang menarik secara ekologi.  Pipa PVC yang distabilisasi dengan Calcium -Zinc dinilai sebagai produk yang sangat ramah lingkungan .



PVC PADA ALAT MEDIS  Alat bantu pernafasan yang dapat diandalkan, kantung darah yang steril ataupun sarung tangan higienis sekali pakai adalah beberapa contoh yang menjadikan produk peralatan medis dari bahan PVC, sesuatu yang tidak tergantikan dalam dunia medis selama 50 tahun terakhir.  Salah satunya adalah sistem suplai nutrisi yang dapat diandalkan sebuah perusahaan Jerman yang bermarkas di Erlangen.  Sistem ini mengalirkan makanan cair melalui selang yang terbuat dari PVC ke dalam suatu kantong plastik ataupun botol gelas kedalam tubuh pasien menggunakan gaya gravitasi ataupun pompa sebagai pendorong.



PVC PADA PAKAIAN  PVC telah digunakan secara luas pada bahan pakaian, dengan bahan serupa kulit.  PVC lebih murah dari karet, kulit, atau lateks sehingga digunakan secara luas.  PVC pada pakaian ini bersifat tahan air.  biasa digunakan pada pembuatan mantel, perlengkapan ski, sepatu bot, jaket anti air, celemek, dan tas.



PRODUSEN PVC DI INDONESIA  Ada 5 produsen PVC di Indonesia : • Eastern Polymer • Standard Toyo Polymer • Asahimas Chemical • Sulfindo Adi Usaha • Siam Maspion Polymer  Total kapasitas produksi sebesar 588.000 ton per tahun  Upaya peningkatan kapasitas terbentur masalah pasokan bahan baku  Investasi di industri ini sangat tinggi karena padat teknologi



EASTERN POLYMER  Didirikan pada tahun 1976 di Cilincing, Jakarta.  Perusahaan patungan PT Anugrah Daya Laksana Indonesia (50%) dan Mitsubishi Corporation and Tokuyuma Co. Ltd. Of Japan (50%)  Kapasitas produksi sesuai izin Departemen Perindustrian: 50.000 ton per tahun  Kapasitas Produksi aktual: 36.000 sampai 42.000 ton per tahun



STANDARD TOYO POLYMER



Didirikan tahun 1977, berlokasi di Cilegon,Banten. Dimiliki oleh Toyo Soda Manufacturing Co. Ltd. (30%), Mitsui & Co. of Japan (20%), PT Sempurna Catur Guna (40%), PT Blue Standard Polymer (10%). Kapasitas produksi : 87.000 ton per tahun Produk yang dihasilkan semuanya dalam bentuk resin Maspion merupakan konsumen Statomer terbesar.



ASAHIMAS CHEMICAL Didirikan pada tahun 1989. Berlokasi dia tas lahan seluas 90 hektar di Cilegon, Banten Merupakan Produsen terbesar di Indonesia dengan kapasitas produksi 285.000 ton per tahun Pemegang saham yaitu Asahi Glass Company dan Mitsubishi Corp. Japan



SULVINDO ADI USAHA Awalnya pada tahun 1987 bernama PT Indo Chlor Prakarsa Industries. Nama PT Indo Chlor Prakarsa Industries diganti menjadi PT Sulvindo Adi usaha pada tahun 1995 Memiliki kapasitas produksi sebesar 95.000 ton per tahun



SIAM MASPION POLYMER



Berlokasi di Kawasan Industri Maspion, Gresik. Memiliki kapasitas prouksi sebesar 100.000 ton per tahun



BAHAN BAKU  Bahan baku PVC dapat berasal dari berbagai hidrokarbon namun sebagian besar produksi di dunia ini diproduksi dari etilen (etena) C 2 H 4  Kemudian diperlukan klorin sebagai bahan baku VCM ( Vinyl Clhoride Monomer ) yang merupakan produk intermediet dalam pembuatan PVC.  Bahan lain adalah plasticizer dan untuk PVC digunakan Phthalate agar PVC menjadi lunak/fleksibel. Jenis plasticizer lainnya adalah DEHP/DOP, DINP, DIDP.



SKEMA PROSES



KATALIS K a t a l i s b e r f u n g s i u n t u k m e m p e r c e p a t r e a k s i d a l a m p o l i m e r i s a s i d i d a l a m r e a c t o r. Te r d a p a t 2 m a c a m k a t a l i s y a n g d i g u n a ka n , ya i t u : a. CT 2



         b.



Nama Kimia Kelarutan Bentuk Bau Density Titik Nyala Titik Lebur Komposi si Viscositas



: Di-(2 - Ethylhexyl ) Peroxy Dicarbonate : sedikit larut dalam alifatik dan aromatic, tidak larut dalam air. : cairan bening : khas : 944 k g/m3 pada suhu -10 0C : 63oC : di bawah – 30 oC : O2 Aktif (3,4 - 5%), Peroxide 75%, Hidrokarbon alifatik 25 %. : 26 mPa.S pada suhu -10 0C



CT 3



       



Nama kimia Kestabilan Kelarutan dalam air Tekanan uap Bentuk Komposi si Density Viscositas



: Cumyl Peroxy Neodecanoate : tidak stabil bila terkena panas matahari . : tidak larut : 0,07 Pascal pada suhu 20 oC. : cairan bening. : O2 aktif 3,87 %, peroxide 75 %, HC -alifatik 25%. : 960 k g/m3 pada suhu -10 0C : 52 mPa.S pada suhu -10 0C



PROSES PRODUKSI PVC



SKEMA PRODUKSI PVC



CRACKING Feed:  Natural gas Produk:  Etilena  Gas hidrogen  Senyawa hidrokarbon



ELECTROLYSIS CELL



Proses pemisahan klorin dengan sodium dari larutan garam (brine). Larutan garam dialiri listrik, sodium dan klorin terpisah. Sodium bereaksi dengan air menghasilkan sodium hidroksida dan gas hidrogen.



ELEKTROLISIS NACL



Gambar . Elektrolisis NaCl (Sumber : H. Pütter.2001.Electrochemistry Forum)



Dalam proses Klor- Alkali atau elektrolisis NaCl , caustic soda (NaOH) merupakan produk utama, produk-produk sampingan : gas klorin (Cl 2 ), gas hidrogen (H 2 ) dan natrium hipoklorit (NaOCl). Reaksi dari Proses Klor- Alkali ini dapat dituliskan sebagai berikut: 2NaCl + 2H 2 O  2NaOH + Cl 2 + H 2



VCM PLANT



Feed: • Etilena • Gas Klorin • Etilen Diklorida Produk: • Vinil Klorida • Hidrogen Klorida



PVC PLANT



Proses Polimerisasi Tekanan tinggi Suhu 50 – 70 C



POLIMERISASI VCM MEMBENTUK PVC



Polimerisasi Suspensi (85%)



Polimerisasi Emulsi (10%)



Polimerisasi Bulk (5%)



REAKSI POLIMERISASI I- I I. + R.+



Δ M M



2I. R. R.



(Inisiasi) (Propagasi) (Propagasi)



R. +



M



P +R.



(Perpindahan rantai)



R. +



R.



P



(Terminasi)



Contoh Inisiator



POLIMERISASI SUSPENSI  Polimerisasi berlangsung dalam sistem aqueous dengan monomer sebagai fase terdispersi, menghasilkan polimer yang berada pada fase solid terdispersi.  Inisiator terlarut dalam fase monomer. Dispersi monomer menjadi tetesan dipertahankan dengan kombinasi pangadukan dan penggunaan stabilisator yang larut dalam air.  Metode polimerisasi ini digunakan secara komersil untuk menghasilkan polimer vinil yang keras dan glassy, seperti polystrine, polimetil metakrilat, PVC



(sumber : image.google.c om)



POLIMERISASI SUSPENSI



Komposisi polimerisasi : Air 5000 kg Polyvinyl alcohol 3.5 kg Inisiator 1.5 kg VCM 3500 kg



• •



Kelebihan Pemindahan diperoleh dalam bentuk yang mudah dilakukan Polimer diperoleh dalam bentuk yang mudah ditangani dan seringkalo dapat langsung digunakan



• •



•



Kekurangan Yield per volume rendah Polimer yang dihasilkan sedikit kurang murni dibandingkan dengan hasil polimerisasi bulk, karena sisa-sisa bahan pensuspensi yang teradsorpsi di permukaan partikel Polimerisasi tidakdapat dilaksanakan secara kontinu menggunakan beberapa faktor batch secara berurutan



POLIMERISASI EMULSI •Polimerisasi emulsi mampu menghasilkan polimer dengan berat molekul yang tinggi dalam laju yang tinggi. •Sistem merupakan dua fasa cairan yang saling tidak melarut •Fasa kontinu aqueous adalah inisiator, sedangkan fasa diskontinu nonaqueous adalah monomer dan polimer •Laju polimerisasi bertambah dengan bertambahnya konsentrasi surfaktan •Contoh polimerisasi emulsi adalah pembuatan karet



(sumber : image.google.c om)



POLIMERISASI EMULSI • •



•



Kelebihan Pengendalian mudah Dengan menggunakan konsentrasi sabun yang tinggi dan konsentrasi bibit yang rendah, akan diperoleh sekaligus laju polimerisasi dan panjang rata-rata rantai yang tinggi. Produk lateks sering dapat lagsung digunakan



•



• •



Kekurangan Diperlukan teknologi untuk mengambil polimer padat Air dalam massa reaksi menurunkan yield per volume reaktor Sulit untuk memperoleh polimer murni



POLIMERISASI BULK •Teknik polimerisasi ini bertujuan untuk pembuatan polimer kondensasi, reaksinya sedikit eksotermis, viskositas campuran rendah sehingga dapat diaduk •Khusus untuk polimerisasi bulk pada monomer vinil sulit dilakukan karena reaksi sangat eksotermis dan viskositas bertambah pada awal reaksi



(sumber : image.google.c om)



POLIMERISASI BULK Kelebihan • Karena hanya melibatkan monomer, inisiator dan bahan pemindah rantai, maka polimerisasi ini diperoleh polimer semurni mungkin • Polimerisasi bulk memberikan yield per volum reaktor paling besar • Berbagai benda langsung dapat dicetak sebaik mungkin



• •



• •



Kekurangan Seringkali sulit dikendalikan Untuk mengendalikannya, peruses harus dilaksanakan perlahan, yang secara ekonomis jelas tidak menguntungkan Akan sulit untuk menghilangkan sisa monomer yang tidak bereaksi Sulit untuk memperoleh laju dan panjang rata-rata rantai yang tinggi karena efek penghambat dari konsentrasi inisiator



BLENDER



Aditif  Memberikan karakteristik Plasticicers = membuat PVC fleksibel. Heat Stabilizers = memberi PVC ketahanan terhadap panas. Lubricants = membuat PVC tidak menempel pada lapisan logam. Colourants = memberikan warna pada PVC. Fillers = mengisi PVC untuk mempermurah harga.



REAKSI YANG TERKAIT Poly Vinyl Chloride (PVC) terbentuk dari reaksi polimerisasi. Metode polimerisasi yang digunakan adalah polimerisasi radikal bebas. Polimerisasi radikal bebas mempunyai tiga tahapan, yaitu : 1. Inisiasi 2. Propagasi 3. Terminasi



SKEMA POLIMERISASI



INISIASI proses pemecahan ikatan tunggal yang tak stabil yang menghasilkan dua radikal yaitu atom yang memiliki satu elektron yang belum berpasangan.



PROPAGASI Propagasi adalah reaksi yang terjadi antara radikal bebas dengan sebuah monomer .



TERMINASI Terminasi adalah proses dimana dua radikal bebas berkombinasi kemudian membantu terminate dalam langkah propagasi



RECYCLING PVC  Mechanical Recycling



It means that PVC has to be crushed to smaller dimensions to be fused to make new PVC



MECHANICAL RECYCLING  Large bulk PVC!



Large bulk PVC!



Pressurized



Crushed to Small Pieces



FEEDSTOCK RECYCLING  The ‘thermal cracking’ of this plastic waste stream can be done via hydrogenation, pyrolysis or gasification . Dilakukan biasanya untuk mendaur ulang bahan campuran yang mengandung PVC.



This is pyrolisis of mixed PVC waste, menghasilkan produk samping berupa senyawa klorida



PVC merupakan salah satu golongan plastik yang sangat banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, sehingga dampak lingkungan yang ditimbulkan pun banyak pula seperti misalnya menumpuknya sampah PVC. Namun demikian, ternyata PVC juga memberikan banyak dampak positif terhadap lingkungan



DAMPAK PVC TERHADAP LINGKUNGAN



KONSUMSI ENERGI YANG LEBIH RENDAH



TINGKAT POLUSI YANG LEBIH RENDAH



FAKTA LINGKUNGAN PVC



PVC merupakan bahan plastik yang paling sedikit mengkonsumsi minyak bumi dalam proses pembuatannya. Relatif rendahnya komponen minyak bumi dalam PVC menjadikannya secara ekonomis lebih tahan terhadap krisis minyak bumi



Suatu studi pada tahun 1992 tentang pengkajian daur-hidup berbagai pembungkus/wadah dari gelas, kertas kardus, kertas serta berbagai jenis bahan plastik termasuk PVC menyimpulkan bahwa PVC ternyata merupakan bahan yang memerlukan energi produksi terendah, emisi karbon dioksida terendah, serta konsumsi bahan bakar dan bahan baku terendah diantara bahan plastik lainnya



FAKTA LINGKUNGAN PVC Walaupun PVC merupakan bahan plastik dengan volume pemakaian kedua terbesar di dunia, sampah padat di negara-negara maju yang paling banyak menggunakan PVCpun hanya mengandung 0,5% PVC



Hal ini dikarenakan volume pemakaian terbesar PVC adalah untuk aplikasi-aplikasi berumur panjang, seperti pipa dan kabel. Sampah PVC juga dapat diolah secara konvensional, seperti daur-ulang, ditanam dan dibakar dalam insinerator



TERIMA KASIH