Memahami Densitas dan Berat Molekuler dari Polietilena

Polietilena merupakan salah satu termoplastik sintetis yang pertama kali dikembangkan dan telah tersedia secara komersial di pasaran selama lebih dari 70 tahun. Jika berangkat dari sejarah panjangnya, sangat aman untuk mengasumsikan bahwa telah banyak yang paham mengenai karakteristik dari polimer ini.

Namun nyatanya, masih banyak produsen dan pengolah resin yang belum sepenuhnya memahami karakteristik dari polietilena, terutama seputar densitas dan berat molekulernya. Berat molekuler biasanya diekspresikan dengan angka melt index atau melt flow rate (MFR). Semakin tinggi MFR sebuah material, maka semakin rendah rata-rata berat molekuler dari polimer tersebut.

Densitas dan Berat Molekul: Dua Karakteristik yang Independen

Para molder biasanya mendapatkan pemahaman atas material yang harus digunakan untuk pengaplikasian tertentu lewat pengalaman. Namun seringkali mereka tidak mengetahui alasan dari pemilihan material tersebut.

Mereka cenderung menganggap melt index sebagai ukuran kemampuan pemrosesan dan percaya bahwa berat molekul dan densitas saling berkaitan, padahal sebenarnya keduanya dapat divariasikan secara independen satu sama lain.

Anggapan tersebut sebetulnya cukup bisa dimaklumi karena biasanya level densitas pada suatu jenis polimer adalah tetap. Sedangkan tidak demikian pada plastik polietilena. Plastik polietilena dapat memiliki struktur yang linear ataupun bercabang sehingga densitasnya bisa beragam mulai dari yang rendah (0.857 g/cm3) sampai yang tinggi (0.975 g/cm3).

Dua produk yang dibuat menggunakan bahan dua polietilena dengan dua titik ekstrem densitas tersebut dapat dengan mudah dilihat perbedaannya. Dimana produk dengan material densitas tinggi akan lebih kuat dan kaku, sedangkan produk dengan densitas rendah memiliki karakteristik sebaliknya.

Bobot dari kedua produk tersebut juga akan memiliki perbedaan, dan disinilah biasanya kekeliruan muncul. Banyak yang berasumsi bahwa berat produk tersebut berkaitan dengan berat molekuler polimer yang membentuk bagian tersebut.

Namun sebetulnya, keduanya tidak berhubungan sama sekali. Material berdensitas rendah dapat memiliki MFR yang tinggi juga rendah, begitupun dengan material berdensitas tinggi.

Gambar 1 membantu mengilustrasikan perbedaannya. Pada gambar tersebut ditunjukkan skema dari molekul HDPE, LLDPE, dan LDPE. Rantai PE yang sangat linier dapat mendekati rantai PE lain dengan struktur serupa, sehingga menciptakan jaringan yang sangat padat. Hal ini menghasilkan material berdensitas tinggi yang relatif kuat dan kaku.

Namun skema jaringan ini tidak memberikan informasi apapun terkait panjang molekul individu dari polimer tersebut. Polimer dengan struktur linear dan bercabang bisa saja memiliki panjang molekul yang relatif panjang atau relatif pendek.

Percabangan membuat rantai individu menjadi lebih renggang sehingga akan mengurangi kepadatan dan kekakuan material. Nmun sekali lagi, rantai individunya mungkin saja untuk panjang atau pendek.

Jika rantainya panjang, maka melt index-nya pun akan rendah, dan material tersebut akan menunjukkan viskositas leleh yang lebih tinggi sehingga produk yang dihasilkan akan memiliki ketahanan bentur yang lebih baik dibandingkan dengan bahan dengan kepadatan sebanding yang terdiri dari rantai yang lebih pendek.

Relasi antara Densitas dan Berat Molekul PE

Ketidakterhubungan antara kedua variabel tersebut sebetulnya sebuah keuntungan karena dengan begitu opsi pemrosesan polietilena menjadi lebih variatif sehingga membuatnya menjadi material yang sangat serbaguna. Namun tentu, pemahaman mengenai relasi antara kedua karakteristik polietilena akan menjadi lebih rumit.

Terkadang kedua sifat tersebut saling melengkapi dan meningkatkan aspek kinerja tertentu dari material tersebut. Misalnya, ketahanan mulur suatu material dapat meningkat dengan meningkatkan densitas dan berat molekulnya

Namun pada beberapa kasus mereka bekerja secara berlawanan satu sama lain. Contohnya ketika meningkatkan berat molekul atau menurunkan densitasnya guna meningkatkan kekuatan suatu material. Jika MFR bahan produk plastik dinaikkan untuk mempermudah pemrosesan, ketahanan benturnya mungkin menurun ke titik di mana produk tersebut tidak akan lulus uji standar untuk fungsi pengaplikasian tertentu.

Jika densitas material kemudian dikurangi untuk mengembalikan ketangguhan yang berkurang, maka akan terdapat perubahan yang dapat menyebabkan ketahanan mulurnya menjadi sangat buruk. Maka kombinasi yang tepat untuk aplikasi tertentu sangat penting.

Kesimpulan yang dapat diambil adalah PE merupakan jenis commodity plastic yang sangat kompleks. Maka memilih jenis PE yang tepat dari ribuan opsi produk yang tersedia membutuhkan pemahaman yang menyeluruh tentang interaksi antara kedua karakteristik ini.

Demikian informasi mengenai pemahaman terkait densitas dan berat molekul dari polietilena. Jelajahi website kami untuk menemukan berbagi informasi menarik terkait plastik lainnya. Bagi pebisnis plastik, Anda juga bisa mencari berbagai kebutuhan bahan baku plastik Anda di Tokoplas, mulai dari PE, PP, PS, PET, EVA, PC, ABS, Nylon, biji plastik daur ulang, aditif plastik, film plastik, dan pallet plastik.

Temukan resin/biji plastik sesuai kebutuhan Anda hanya di Tokoplas!