Tag: termoplastik

Categories
Nanoteknologi & Material Riset & Inovasi

Pakar dari Prancis : Foam Polymer Berfungsi sebagai Peredam Getaran

Tangerang Selatan – Humas BRIN. Pusat Riset Teknologi Polimer Badan Riset dan Inovasi Nasional (PR TP – BRIN) mengadakan kuliah tamu bidang Kimia Polimer, pada Rabu (1/3), Kawasan Sains dan Teknologi (KST) BJ Habibie. Kuliah ini menghadirkan Profesor Gilles Ausias dari Universit de Bretagne Sud, Prancis. 

Kepala Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material (ORNM) yang diwakili oleh Kepala Pusat Riset Teknologi Polimer (PRTP), Joddy Arya Laksmono menyampaikan, Prof. Ausias memiliki kompetensi di bidang polimer. “Bidang khususnya yaitu di bidang reologi non-Newtonian. Kemudian beliau melakukan penelitian dengan melakukan berbagai pencocokan data antara hasil penelitian dan model matematika adalah keahliannya,” ujarnya.

Joddy berharap, Prof. Ausias dapat memberikan ilmunya melalui forum kuliah tamu ini. “Dengan acara kuliah tamu ini. semoga dapat membangun ekosistem riset, khususnya menjalin kerja sama riset yang baik antara lembaganya dengan BRIN, khususnya di bidang yang berkaitan dengan polimer,” harapnya.

Ausias menyampaikan tema mengenai Polymer foam processing, dengan sub tema yaitu foam poliuretan termoplastik yang diproduksi dengan fluida superkritis yang diproses menggunakan injection molding, foam elastomer termoplastik tervulkanisir yang diproduksi dengan mikrokapsul yang dapat mengembang ketika dipanaskan, dan 3D printing untuk foam polimer.

“Foam poliuretan termoplastik digunakan untuk bumper pada mesin yang berfungsi sebagai peredam getaran. Produk ini diproduksi menggunakan injection molding, dengan fluida superkritik yang dimasukkan ke dalam screw bersama material poliuretan. Fluida superkritik memiliki temperatur, tekanan, dan densitas yang tinggi, sehingga dapat menghasilkan gelembung di dalam foam yang diproduksi,” jelasnya.

Ia menerangkan bahwa di awal riset, gas membuat gelembung (bubble) yang sangat besar dengan ukuran larutan dan difusi gas dalam termoplastik. “Untuk mengatasi hal tersebut, dilakukan pengukuran konsentrasi maksimum gas dalam polimer dengan menggunakan timbangan. Pengendalian ukuran gelembung dilakukan dengan mengubah parameter proses,” ucapnya.

Studi yang dilakukan Prof. Ausias berikutnya adalah foam dari elastomer termoplastik EPDM (ethylene propylene diene monomer) tervulkanisir yang digunakan untuk sealing otomotif.

“Foam ini diproduksi menggunakan mikrokapsul yang berisi fluida hidrokarbon. Mikrokapsul (diameter 10 mikron, ketebalan dinding 2 mikron) dicampurkan dengan EPDM. Pada temperatur tertentu, mikrokapsul pecah dan fluida hidrokarbon memuai sehingga membentuk gelembung,” katanya.

“Pengendalian ukuran gelembung dalam foam yg dibuat dengan fluida superkritik sangat sulit, sehingga kami menggunakan mikrokapsul berisi hidrokarbon untuk membuat busa pada riset berikutnya,” terangnya.

Topik riset berikutnya yang dipaparkan Prof. Ausias adalah pencetakan busa menggunakan 3D printer. Material yang digunakan adalah elastomer termoplastik dan mikrokapsul berisi fluida hidrokarbon. Produksi foam dengan 3D printer dilakukan melalui beberapa tahap.

“Pertama, material elastomer dan mikrokapsul dicampur menggunakan twin screw extruder lalu dijadikan pellet. Kemudian pellet diproses menggunakan ekstrusi untuk menghasilkan filamen. Selanjutnya filamen dicetak menjadi produk menggunakan 3D printer,” paparnya.

Pada pemrosesan tahap pertama dan kedua dilakukan pada temperatur yang relatif rendah supaya mikrokapsul tidak pecah. “Pemrosesan tahap ketiga dilakukan pada temperatur tinggi supaya mikrokapsul pecah, fluida hidrokarbon memuai, sehingga gelembung dapat terbentuk,” imbuhnya.

Menurutnya, perubahan temperatur pada 3D print menghasilkan ekspansi yang berbeda. Semakin temperatur tinggi, ekspansi semakin besar.

“Dengan 3D printing bisa dibuat sandwich composite dengan densitas yang berbeda dari bawah ke atas, dengan mengubah temperatur proses. Untuk bagian skin yang memiliki densitas tinggi, dilakukan 3D printing pada temperatur yang relatif rendah,” jabarnya.

“Sedangkan untuk memperoleh core dengan densitas rendah, dilakukan 3D printing pada temperatur tinggi. Untuk mendapatkan ketebalan lapisan yang sama antar lapisan, perlu dilakukan perubahan parameter, karena dengan kenaikan temperatur, laju alir meningkat. Hardness menurun dengan kenaikan diameter bubble akibat kenaikan temperatur,” ulas Profesor dari Institut de Recherche Dupuy de Lome. (hrd/ed:adl)

Categories
Nanoteknologi & Material Riset & Inovasi

Ini Penjelasan Peneliti BRIN Tentang Riset Bidang Polimer dan Fuel Cell

Tangerang Selatan – Humas BRIN. Organisasi Riset Nanoteknologi dan Material (ORNM) Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) menggelar webinar ORNAMAT seri keempat secara daring, Selasa (14/6). Webinar kali ini mengusung dua tema yakni riset tentang polimer dan sel bahan bakar (fuel cell).

Kepala ORNM BRIN, Ratno Nuryadi, dalam sambutannya menyampaikan manfaat dari kedua riset yang disajikan oleh narasumber. “Pada kesempatan ini kita menghadirkan riset dari dua narasumber. Material prolipropilena ini merupakan sebuah material polimer termoplastik yang bisa digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pengemasan, tekstil, perlengkapan laboratorium, komponen otomotif, dan lain sebagainya,” terangnya.

“Potensi pasar dari kebutuhan plastik di Indonesia sangat besar, sekitar 5,1 juta ton/tahun, tetapi sebagian besar masih impor. Kebutuhan plastik yang dipenuhi oleh industri lokal hanya sekitar 47% per tahun. Kebutuhan plastik nasional ini akan terus meningkat 5% lebih per tahun,” imbuh Ratno.

“Ini menjadi tantangan buat kita semua untuk menguatkan riset di bidang polimer plastik fungsional. Ini turut menjadi urgen dalam rangka subtitusi impor dan juga pemanfaatan sumber daya alam lokal,” lanjutnya.

Riset lainnya yakni Logam Tanah Jarang (LTJ), menurut Ratno merupakan material yang banyak dibutuhkan dalam kehidupan sehari-hari, terutama di bidang industri. “Indonesia memiliki sumber LTJ yang melimpah yang tersebar di berbagai daerah,” ucapnya. 

Dirinya menambahkan bahwa cerium gadolinium oxide (CGO) merupakan material LTJ strategis yang sedang banyak diburu industri. “Aplikasi CGO sangat besar dalam kehidupan sehari-hari, seperti baterai isi ulang, telpon seluler, magnet, lampu, dan fuel cell. Mineral LTJ banyak dijumpai di Sumatera Utara, Bangka Belitung, Kalimantan Barat, Sulawesi Tengah, dan Riau. Fuel cell merupakan perangkat pembangkit energi yang ramah lingkungan dimana mengubah energi kimia melalui reaksi hidrogen oksigen menjadi energi listrik,” urainya.

Ratno berharap agar dua presentasi ORNAMAT kali ini dapat memberikan wawasan dan pengetahuan yang lebih luas, dan membuka peluang kolaborasi. “Webinar ini diatur sedemikian rupa agar menjadi wahana bagi periset khususnya di ORNM, untuk saling berbagi hasil risetnya dengan tujuan membuka peluang kerja sama riset maupun industri, terkait dengan pemanfaatan dan komersialisasi ke depannya,” harapnya.

Peneliti dari Pusat Riset Teknologi Polimer, Yogi Angga Swasono, menjelaskan penelitiannya yang berjudul ‘Optimasi Sifat Mekanis Tensile Strength Komposit Polipropilena/Clay Menggunakan Alat Proses Twin Screw Extruder’.

Dikatakan Yogi, polipropilena (PP) adalah salah satu jenis termoplastik polimer yang digunakan sebagai matriks dalam polimer komposit. “Clay atau lempung/tanah liat digunakan luas sebagai pengisi pada polimer komposit. Polimer Komposit ini dapat digunakan pada otomotif, aeronautikal, material-material untuk bangunan, peralatan rumah tangga, dan sebagai kemasan. Keunggulan dari polimer komposit ini adalah resistensi terhadap korosi, lebih mudah pembuatannya, ringan, kuat, dan sifatnya elastis,” kata Yogi.

Menurutnya terdapat tantangan yang perlu diperhatikan dalam penggabungan PP dan clay. “Dispersi dari matriks PP, ikatan antara PP dan clay, penggunaan compatibilizer, serta kondisi proses,” terang Yogi.

Berdasarkan hasil risetnya, Yogi menyimpulkan bahwa kekuatan tarik dari clay dipengaruhi oleh rasio clay, compatibilizer, kecepatan alat screw, temperatur, serta difusi PP pada lapisan-lapisan clay.

Pada kesempatan yang sama, peneliti dari Pusat Riset Material Maju, Sri Rahayu menyampaikan hasil penelitiannya dengan judul ‘Sintesa Co-doped Cerium Gadolinium Oxide dengan Metoda Sol Gel Ramah Lingkungan untuk Aplikasi Solid Oxide Fuel Cell”.

Dalam paparannya Sri menyampaikan alasan melakukan riset material untuk fuel cell. “Latar belakang riset ini adalah kegundahan banyak orang, terkait dampak lingkungan yang disebabkan penggunaan pembangkit fosil. Negara-negara kemudian bersepakat untuk mengganti fosil mereka terutama baru bara, dengan pembangkit lain yang lebih ramah lingkungan, salah satunya fuel cell,” tuturnya.

“Fuel cell adalah perangkat elektrokimia yang mengubah reaksi kimia menjadi energi listrik. Cara kerjanya mirip dengan cara kerja baterai. Fuel cell hasilnya sangat bersih untuk lingkungan, murah dan gampang aplikasinya,” jelas Sri.

Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) merupakan salah satu tipe fuel cell yang disukai karena bisa menggunakan hidrogen dan gas alam lainnya serta mampu beroperasi pada suhu tinggi. “Namun kekurangannya material menjadi mudah terdegradasi karena suhu tinggi serta biaya operasional dan pemeliharaan yang besar,” terang Sri.

Oleh karena ungkap Sri, perlu ada solusi untuk membuat SOFC dengan suhu operasional di bawah 600 derajat Celcius. “Upaya menurunkan suhu adalah membuat elektrolit padat dan ion konduktif tinggi. Salah satunya adalah dengan co-doped atau dua substitusi ion,” ujarnya.

Sri pun menawarkan metode pembuatan nanopartikel CGO dari dengan teknik sol gel yang ramah lingkungan dari sodium alginate ekstraksi ganggang coklat. “Riset ini berpotensi menghasilkan nanopartikel dari senyawa logam untuk SOFC karena temperatur yang rendah dan menggunakan material yang ramah lingkungan untuk menekan harga produksi,” pungkasnya. (esw/ ed: adl,pur)

Sumber : https://www.brin.go.id/press-release/106108/peneliti-brin-jelaskan-riset-bidang-polimer-dan-fuel-cell