Polikarbonat adalah suatu kelompok polimer termoplastik, mudah dibentuk dengan menggunakan panas. Plastik jenis ini digunakan secara luas dalam industri kimia saat ini. Plastik ini memiliki banyak keunggulan, yaitu ketahanan termal dibandingkan dengan plastik jenis lain, tahan terhadap benturan, dan sangat bening. Dalam identifikasi plastik, polikarbonat berada pada nomor 7.
Polikarbonat disebut demikian karena plastik ini terdiri dari polimer dengan gugus karbonat (-O-(C=O)-O-) dalam rantai molekuler yang panjang. Tipe polikarbonat yang paling umum adalah bisfenol A (BPA). Polikarbonat adalah material yang tahan lama dan dapat dilaminasi menjadi kaca anti peluru. Meski memiliki ketahanan yang tinggi terhadap benturan, tetapi polikarbonat cukup mudah tergores sehingga dibutuhkan pelapisan keras (hard coating) untuk membuat lensa kacamata dan eksterior otomotif menggunakan polikarbonat dan material optis lainnya karena polikarbonat sangat bening dan memiliki kemampuan mentransmisikan cahaya yang sangat baik dibandingkan dengan jenis kaca lainnya. Sifat polikarbonat mirip dengan polimetil metakrilat (akrilik), tetapi polikarbonat lebih kuat dan dapat digunakan pada suhu tinggi, meski lebih mahal.
Polikarbonat akan mengalami transisi gelas pada temperatur 150 oC sehingga polikarbonat akan menjadi lembek secara bertahap di atas temperatur ini, dan mulai mencair pada temperatur 300 oC.
Sifat fisika dan kimia Sunting
Sifat fisika dari polikarbonat adalah tidak berbau dan transparan, serta kuat dan tahan panas. Sifat kimianya adalah tahan terhadap asam lemah, zat pereduksi atau pengoksidasi, garam, lemak serta hidrokarbon alifatik. Polikarbonat juga mampu terurai oleh alkali, amin, keton, eser hidrokarbon aromatik, dan beberapa jenis alkohol. Selain itu, polikarbonat dapat larut dalam metilen klorida, etilen diklorida dan dioktana dari kresol. Sifat-sifat ini cocok untuk kemasan bahan pangan yang disterilisasi.
Sintesis Sunting
Polikarbonat dapat dibuat dengan menggunakan bisfenol A dan fosgen (karbonil diklorida, COCl2). Langkah awal dalam sintesis polikarbonat adalah dengan melakukan deprotonisasi bisfenol A dengan natrium hidroksida sehingga terbentuk air. Reaksinya adalah sebagai berikut:
(CH3)2-C-(C6H6)2-(OH)2 + 2 NaOH ---> (CH3)2-C-(C6H6)2-O2- + 2 Na+ + 2 H2O
Molekul oksigen pada bisfenol yang terdeprotonisasi bereaksi dengan fosgen melalui adisi karbonil dan menghasilkan ion Cl-. Reaksinya adalah sebagai berikut:
(CH3)2-C-(C6H6)2-O2- + Cl-(C=O)-Cl ---> (CH3)2-C-(C6H6)2-(O-(C=O)-Cl)(O-) + Cl-
Lalu gugus kloroformat (O-(C=O)-Cl) yang terbentuk menempel pada gugus bisfenol yang lainnya sehingga rantai panjang polikarbonat terbentuk dan meninggalkan ion Cl-.
Aplikasi Sunting
Polikarbonat menjadi material pembentuk alat-alat rumah tangga yang umum, sama halnya seperti di industri dan laboratorium, terutama dalam aplikasi yang berhubungan dengan kemampuan material ini, yaitu ketahanan terhadap benturan keras, ketahan terhadpa temperatur, dan sifat optisnya.
Metode transformasi pada resin polikarbonat yang utama diantaranya:
- ekstrusi menjadi tube, batang, dan bentuk lainnya
- ekstrusi dengan menggunakan silinder menjadi lebaran dengan ketebalan di bawah 1 mm hingga 15 mm yang bisa digunakan secara langsung atau dibuat menjadi bentuk lain menggunakan thermoforming atau teknik fabrikasi sekunder seperti pembengkokan, pengeboran, penggulungan, pemotongan dengan laser, dan sebagainya
- Injection molding menjadi suatu bentuk tertentu
Aplikasi berupa lembaran diantaranya:
- Papan iklan
- Banguan: atap, pelapis dinding, dan sebagainya
- Industri: badan mesin, panel instrumen, pelindung, dan sebagainya
Aplikasi hasil injeksi diantaranya:
- Compact disk
- Botol minum, gelas minum
- Peralatan laboratorium
- Lensa penerangan, lensa kacamata, lensa pengaman, lensa lampu otomotif, dan sebagainya
Untuk aplikasi yang mengakibatkan tereksposnya material oleh sinar UV atau cuaca, perlakuan khusus terhadap permukaan diperlukan, misalnya pelapisan (untuk mencegah abrasi), koekstrusi atau yang lainnya.
Beberapa jenis polikarbonat digunakan dalam aplikasi medis karena polikarbonat aman dipanaskan pada temperatur 120 oC di mana temperatur tersebut berguna untuk mensterilkan peralatan medis.
Merek dagang Sunting
Nama dagang lain dari polikarbonat diantaranya:
- Calibre dari Dow Chemicals
- Lupilon dari Mitsubishi Engineering-Plastics Corp.
- Lexan dari SABIC Innovative Plastics (sebelumnya bernama General Electric Plastic)
- Makrolife dari Arlaplast
- Makrolon dari Bayer
- Panlite dari Teijin Chemical Limited
- Tarflon dari Idemitsu Kosan Co.Ltd.
Kompatibilitas terhadap bahan kimia Sunting
Kompatibilitas terhadap bahan kimia menunjukkan kemungkinan terjadinya reaksi antara polikarbonat dengan bahan kimia sehingga dapat menjadi pertimbangan mengenai bahan pembersih jenis apa yang dapat digunakan. Alkohol adalah salah satu bahan yang direkomendasikan untuk membersihkan peralatan polikarbonat, terutama membersihkan dari endapan minyak dan kotoran. Terkadang, larutan boraks dalam air juga digunakan.
| Akan merusak polikarbonat | Membutuhkan perhatian khusus | Aman terhadap |
|---|---|---|
|
|
|
Pemaparan polikarbonat dengan air pada temperatur di atas 60 oC menyebabkan degradasi dapat terjadi. Penggunaan alkali pemutih atau pembersih dapat melepaskan monomer bisfenol A, yang diketahui sebagai perusak endokrin.
Referensi Sunting
- Nugraheni, Mutiara (2018). Kemasan Pangan (PDF). Yogyakarta: Plantaxia. hlm. 59. ISBN 978-602-6912-85-5.
Pranala luar Sunting
- Polikarbonat: resin polimer 2009-09-21 di Wayback Machine.
- Aplikasi medis polikarbonat 1999-02-23 di Wayback Machine.
- Risiko bisfenol A dosis rendah terhadap kesehatan 2008-05-18 di Wayback Machine.