Material M003 – PLA, PCL, dan PVA; Polimer Bio-degradable Terfavorit

Ketika kita bekerja di workshop, terutama pada proses finishing, molding, reinforcing, atau tahap prototyping, kita berinteraksi dengan Polimer. Polimer dipergunakan secara luas dalam berbagai industri mulai dari industri kesehatan, arsitektur, kecantikan, peralatan rumah tangga, alat makan, aviasi, nautika, otomotif, elektronik, dan manufaktur. Beberapa jenis polimer sintesis yang memiliki ketahanan tinggi terbukti bermasalah dalam proses pengelolaan sampahnya. Hal ini diakibatkan kesulitan material tersebut untuk diurai oleh bakteri dan kondisi alam. Berangkat dari kesadaran ini kemudian minat ilmuwan, ahli teknik, pengusaha, dan masyarakat peduli lingkungan beralih ke jenis-jenis polimer yang dapat diurai (degradable). PLA, PCL, dan PVA adalah tiga jenis polimer yang dapat diurai serta dapat dikombinasikan dengan bahan matrix dari sumber alam untuk membentuk komposit ramah lingkungan.

IMG_20180810_142806

Polylactic Acid (PLA)

Para hobbyist yang antusias dengan 3D Printing tentunya mengenal material yang satu ini. PLA adalah salah satu pilihan filament yang diminati sebagai bahan dasar 3D Models karena tidak berbau menyengat seperti ABS. Meskipun dari segi properti mekanis PLA lebih lemah daripada ABS, namun PLA memiliki keunggulan dari sudut pandang lingkungan. PLA adalah bioplastic, terbuat dari tepung jagung, singkong, kentang, ataupun tebu. Pada tahun 2010, PLA termasuk salah satu bioplastic yang terbanyak digunakan oleh manusia.

Karakteristik PLA mirip dengan Polypropylene (PP), Polyethylene (PE), dan Polystyrene (PS). PLA sangat lemah dalam menerima tekanan, juga tidak cocok untuk menerima bending; namun memiliki kekuatan dan modulus tensile yang tinggi. PLA bersifat hydrophobic, dapat diperlunak dan dibentuk menggunakan solvent seperti dichloromethane.

Polycaprolactone (PCL)

PCL banyak digunakan dalam industry biomedical (kesehatan). Material ini memiliki titik lebur yang rendah (sekitar 60 derajat Celcius) dan memiliki kompatibilas tinggi dengan berbagai jenis resin. PCL bisa digunakan sebagai plasticizer untuk Polyvinyl Chloride (PVC). Seperti halnya PLA, PCL juga digunakan sebagai alternative material pada 3D printer, juga bahan pemuat cetakan untuk skala hobi, rumah tangga, dan industri kecil. Beberapa merek produk yang berbahan dasar PCL adalah InstaMorph, Polymorph, dan Plastimake. PCL juga banyak diteliti untuk digabungkan dengan bio-resin atau starch-based resin.

Polyvinyl Alchohol (PVA)

PVA adalah bahan yang larut dalam air. Beberapa tahun belakangan ini material PVA sering digunakan sebagai support (penyangga) untuk model-model rumit yang dicetak menggunakan 3D printer. Dibandingkan dengan pemberian penyangga dengan material PLA ataupun ABS, PVA lebih efisien dalam penggunaan, sebab mengurangi waktu post-produksi. Penyangga berbahan PVA bisa dengan mudah dilepaskan dari model utama hanya dengan merendam material tersebut di dalam air, sementara penyangga berbahan PLA dan ABS harus dipotong dengan hati-hati dari model utamanya.

PVA tidak mengandung racun, dapat didaur ulang oleh mikroorganisme (perlahan-lahan), dan memiliki fleksibilitas tinggi. Kerkurangannya (kadang menjadi kelebihannya juga) adalah kerentanan terhadap kelembapan. Pada kelembaban yang tinggi material ini akan menyerap air. Namun karena sifat wáter-soluble ini, PVA juga sangat mudah dikombinasikan dengan bahan tepung.

PVa memiliki properti mekanis yang sangat baik dan memiliki kompatibilitas tinggi dengan bahan dasar tepung. Selain itu, material ini juga dapat didegradasi (diurai) oleh mikroorganisme.

Polimer ramah lingkungan sudah menjadi perhatian para pemerhati lingkungan sejak pertengahan 90-an. Namun, banyak yang terhambat aplikasinya pada industri dikarenakan harga yang masih relatif lebih mahal atau kualitas polimer yang masih di bawah polimer sintetis berbahan dasar minyak bumi. Hal ini telah banyak ditanggulangi dengan penemuan material dengan harga yang murah, proses yang murah, namun dapat dikombinasikan menjadi substansi yang sama kuat atau lebih kuat dari polimer síntesis berbasis minyak bumi. Apakah industri kita juga akan lebih fokus pada polimer ramah lingkungan?

—————————————-

Sumber:

Starch-based completely biodegradable polymer materials – Lu, Xiao, and Xu 2009 – page 366-37

wikipedia.org/wiki/Polylactic_acid

creativemechanisms.com

wikipedia.org/wiki/Polycaprolactone

ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29053081

wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_alcohol

wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_acetate

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *