Polytetrafluoroethylene
(PTFE)
MAKALAH
Untuk
memenuhi tugas mata kuliah
Pengetahuan
Bahan Teknik
yang
dibina oleh ibu Dra. Widiyanti, M.Pd
Oleh
Tori Adi
Surya 109511414309
Deny
Setiawan 109511414311
Didin
Zakariya Lubis 109511414312
Ahmad Fikri 109511414321
Ferry
Dwi Fitrianto 109511423028
Lutfi
Hamim 209511419939
UNIVERSITAS
NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN
TEKNIK MESIN
Oktober 2010
Polytetrafluoroethylene
(PTFE)
PENDAHULUAN
Sejarah
teflon atau
polytetrafluoroethylene (PTFE) berawal tahun
1938, teflon ditemukan secara tidak sengaja oleh Roy J Plunkett dari Kinetic
Chemical.
Bermula dari upaya ilmuwan kimia Dupont
untuk menemukan pendingin dari gas tetrafluoroetilen.
Suatu ketika saat katup tangki penyimpan gas fluoroetilen dibuka tidak ada gas yang keluar, tapi dari berat
tangki menunjukkan bahwa isi masih penuh. Ternyata setelah dibuka gas fluoroetilen telah berpolimerisasi
menghasilkan Politetrafluoroetilen
yang berupa zat padat yang menempel pada dinding tangki. Bermula dari hal itu
para ilmuwan kimia Dupont akhirnya mempelajari detail dari proses polimerisasi
ini sehingga teflon akhirnya diproduksi.
Tahun
1941 Kinetic Chemical mematenkannya dan mendaftarkan teflon tahun 1945 sebagai
merk dagang. Tahun 1954, seorang insinyur dari Perancis bernama Marc Gregoire
membuat penggorengan pertama yang menggunakan lapisan anti lengket dengan merk
TEFAL. Tahun 1961 Marion A. Trozzolo, memasarkan penggorengan pertama yang
menggunakan lapisan anti lengket The Happy Pan, di Amerika Serikat tepatnya di
Kansas City.
Teflon telah
digunakan secara komersial sejak tahun 1940 untuk berbagai tujuan, karena
sifatnya yang stabil terhadap bahan kimia lain (sulit bereaksi terhadap bahan
kimia lain) serta dapat menghasilkan permukaan yang anti gores. Pemakaian
terbanyak di masyarakat dalam bentuk peralatan memasak anti lengket misalnya pada
wajan dan panci. Saat ini penggunaan teflon
di berbagai bidang kehidupan begitu marak, alasan itulah yang membuat
pembahasan teflon ini dirasa penting untuk dibahas.
PEMBAHASAN
A.
Bahan Dasar
Teflon
Teflon
adalah
polytetrafluoroethylene (PTFE)
yang berasal dari bahan dasar
fluorocarbon solid,
karena
berat molekul senyawa seluruhnya terdiri dari
karbon dan
fluor. Struktur molekul teflon
adalah berupa rantai atom karbon yang panjang, mirip dengan polimer lainnya.
Rantai atom yang panjang ini dikelilingi oleh atom fluor. Ikatan antara atom
karbon dengan fluor sangat kuat.
Karbon terdapat
di dalam semua
makhluk hidup dan merupakan dasar
kimia
organik. Unsur ini juga memiliki keunikan dalam kemampuannya untuk
membentuk ikatan kimia dengan sesama karbon maupun banyak jenis unsur lain,
membentuk hampir 10 juta jenis
senyawa yang diketahui. Unsur ini adalah unsur yang paling
stabil diantara unsur-unsur yang lain.
Fluor adalah
unsur yang paling elektronegatif dan reaktif bila dibandingkan dengan semua
unsur. Berwarna kuning pucat, gas korosif, yang bereaksi dengan banyak senyawa
organik dan anorganik, seperti logam, kaca, keramik, karbon, bahkan air
terbakar dalam fluor dengan nyala yang terang. Fluor sangat reaktif sehingga
jarang ditemukan dalam keadaan bebas, fluor biasa dijumpai berikatan dengan
unsur atau senyawa lain.
Pada proses pembuatan
teflon digunakan juga zat kimia lain yang bernama Perfluorooctanoic acid (PFOA atau C8) yang merupakan garam
ammonia. Zat ini digunakan sebagai surfaktan dalam emulsi polimer PTFE. Karena
itu zat kimia pada lapisan antilengket mengandung berbagai logam yang berbahaya
seperti mercuri dan zat PFOA yang bersifat karsinogen.
Teflon juga
merupakan bahan sintetik yang sangat kuat, umumnya berwama putih. Teflon tahan
terhadap panas sampai kira-kira 250°C, dan diatas 250°C teflon mulai melunak,
di dalam api akan meleleh dan sulit menjadi arang. Berat jenisnya kira-kira 2,2
g/cmI. Teflon tidak tahan terhadap larutan alkali hidroksida. Juga kurang tahan
terhadap hidrokarbon yang mengandung khlor.
B. Cara Pembuatan
Pembentukan Material
PTFE pada dasarnya adalah sebuah bentuk tetrafluoroetilena
dipolimerisasi (TFE), yang merupakan
senyawa yang dapat diciptakan melalui kombinasi kloroform, asam klorida, dan
fluorspar. Zat kimia ini ditempatkan dalam ruang reaksi dipanaskan sampai
antara 1000 dan 1700 derajat Fahrenheit, kemudian didinginkan dan dimurnikan untuk
menghilangkan kontaminan. Pada tahap awal, TFE adalah gas beracun tidak berbau
dan biasanya bertekanan dan disimpan dalam keadaan cair sebelum produksi teflon
dapat dimulai. TFE sangat mudah terbakar, terutama dalam bentuk gas, sehingga
beberapa produsen PTFE memproduksi on-site untuk menghindari potensi risiko
yang terlibat dalam pengangkutan ke fasilitas terpisah.
Teflon
(polytetrafluoroethylene) dapat
diproduksi melalui beberapa cara, tergantung pada sifat tertentu yang diinginkan
untuk produk akhir.
Many specifics of the process
are proprietary secrets of the manufacturers.Ada dua metode utama untuk
memproduksi Teflon
(polytetrafluoroethylene).
One is suspension polymerization. Pertama
adalah polimerisasi suspensi,
In this method, the
TFE is polymerized in water, resulting in grains of PTFE. dalam metode
ini TFE
(tetrafluoroetilena) ini
dipolimerisasi dalam air, sehingga menjadi butiran PTFE. Biji-bijian ini bisa
diolah lebih lanjut menjadi pelet yang dapat
dibentuk .
In the dispersion method, the resulting PTFE is a milky paste which
can be processed into a fine powder. Kedua adalah metode
dispersi, teflon
(polytetrafluoroethylene)
yang dihasilkan adalah susu pasta yang dapat diolah menjadi bubuk halus, baik
pasta dan bubuk yang digunakan dalam aplikasi coating.
1.
Polimerisasi Suspensi
a. Ruang reaksi diisi dengan air murni dan agen reaksi atau inisiator, bahan kimia yang akan memicu pembentukan polimer. Kemudian TFE cair disalurkan ke dalam ruang reaksi maka polimerisasi dimulai. PTFE dihasilkan bentuk butiran padat yang mengapung ke permukaan air. Reaksi kimia di dalam ruangan mengeluarkan panas, sehingga ruangan didinginkan oleh sirkulasi air dingin atau pendingin lain. Kontrol otomatis mematikan pasokan TFE setelah berat tertentu di dalam ruang tercapai.
b. Selanjutnya, PTFE dikeringkan dan dimasukkan ke sebuah gilingan. Gilingan pulverizes dengan pisau yang berputar akan menghasilkan bubuk halus. Bubuk halus ini masih sulit untuk dicetak, jadi harus diubah menjadi butiran yang lebih besar dengan proses yang disebut
Aglomerasi. Hal ini dapat dilakukan dengan beberapa cara. Salah satu metode adalah untuk mencampur bubuk PTFE dengan pelarut seperti aseton. Butiran PTFE tetap menyatu, membentuk pelet kecil. Pelet kemudian dikeringkan dalam oven.
c. Pelet PTFE dapat dicetak menjadi bagian-bagian dengan menggunakan berbagai teknik. Billet dengan ukuran tinggi 5 ft (1,5 m) ini dapat dipotong menjadi lembaran atau blok yang lebih kecil, untuk dicetak lebih lanjut. Untuk membentuk billet , pelet PTFE yang dituangkan ke dalam cetakan baja stainless silinder. Cetakan dimasukkan ketekanan hidrolik
d. PTFE dicetak dan dipanaskan dalam oven sintering selama beberapa jam, sampai secara bertahap mencapai suhu sekitar 680 ° F (360 ° C) diatas titik leleh PTFE. Partikel ini menyatu dan materi menjadi seperti gel. Kemudian PTFE secara bertahap didinginkan, kemudian setelah selesai dapat dikirimkan kepada pelanggan, yang akan mengiris menjadi potongan-potongan kecil, untuk diproses lebih lanjut.
2.
Dispersi polimerisasi
Polimerisasi dari PTFE dengan
metode dispersi berupa bubuk halus atau zat pasta yang lebih berguna untuk
coating.
TFE is introduced into a water-filled
reactor along with the initiating chemical TFE dimasukkan ke reaktor
berisi air bersama dengan karbon dan fluor.
Instead
of being vigorously shaken, as in the suspension process, the reaction chamber
is only agitated gently.Sebagian air akan dikurangi, dengan
menyaring atau dengan menambahkan bahan kimia. Hasilnya adalah zat susu disebut
dispersi PTFE.
It can be used as a liquid,
especially in applications like fabric finishes. Hal ini dapat digunakan
sebagai
Or it may be dried into a fine powder used
to coat metal.pelapis
logam.
Suspension Polymerization
Setelah
pendinginan, siap untuk setiap langkah perakitan akhir, dan pengemasan dan
pengiriman.
C. Sifat Mekanik
Beberapa sifat mekanik yang ada pada bahan teflon antara
lain sebagai berikut.
11. Kekuatan
(strength) dan ketangguhan (toughness)
a. Sifat
sintetisnya sangat Kuat
-
tahan panas dari 100 sampai 250 °C.
-
tidak bisa menjadi arang jika dibakar
b. Teflon
memiliki titik leleh 342°C.
c. Tidak
tahan oleh alkali hidroksida dan
kurang tahan dengan hidrokarbon yang
mengandung khlor.
d. Tahan
akan gesekan.
e.
Tahan akan kimia kecuali alkali hidroksida dan hidrokarbon.
f. Karena
teflon adalah termasuk bahan penyekat maka teflon tahan oleh uap air.
22. Memiliki
resistivitas atau hambatan listrik yang besar.
33. Kekerasan
(thougness)
Karena teflon termasuk
bahan penyekat bentuk padat maka teflon memiliki kekerasan yang tinggi.
44. Elastisitas
Karena teflon termasuk bahan
penyekat bentuk padat maka teflon memiliki kemampuan elastisitas yang rendah.
PTFE memiliki titik lebur yang relatif tinggi (dikarenakan
oleh kekuatan gaya tarik antara rantai-rantainya) dan sangat resisten terhadap
serangan kimia. Rantai karbon begitu melekat pada atom-atom fluorin sehingga
tidak ada yang bisa mencapainya untuk bereaksi dengannya. Ini bermanfaat dalam
industri kimia dan dalam industri makanan untuk melapisi wadah dan membuat wadah-wadah
tersebut kebal terhadap hampir segala sesuatu yang dapat membuatnya korosi.
D. Sifat Non Mekanik
Teflon memiliki
sifat-sifat yang unik, berikut diantaranya:
2) Anti radiasi Ultra Violet dan tahan segala
cuaca.
3)
Anti lengket.
4)
Bersifat hidrofobik (tidak suka air).
|
Properti
|
Value Nilai
|
|
Density Kepadatan
|
2200 kg/m 3 2200 kg / m 3
|
|
|
327°C 327 ° C
|
|
|
0.5 GPa 0,5 GPa
|
|
|
23 MPa 23 MPa
|
|
Coefficient of friction Koefisien gesekan
|
0.05-0.10 0.05-0.10
|
|
|
ε=2.1,tan(δ)<5(-4) ε = 2.1, tan (δ) <5
(-4)
|
|
Dielectric constant (60 Hz) konstanta
dielektrik (60 Hz)
|
ε=2.1,tan(δ)<2(-4) ε = 2.1, tan (δ) <2
(-4)
|
|
|
60 MV/m 60 MV / m
|
E. Pemanfaatan
Teflon digunakan sebagai bahan isolator listrik, seal,
gasket, bushing dan alat anti gesek pada industri kimia, listrik dan textile. Teflon
juga dimanfaatkan sebagai bahan penyekat, misalnya untuk kotak penyekat
(stuffing box), cincin geser (sifat geseran dapat diperbaiki dengan bagian-bagian
alat dari teflon menambahkan graft ke dalamnya). Teflon digunakan juga untuk
cincin 0 atau o-ring, untuk gasket konsentrik dengan diberi bahan lunak (sebab
teflon tidak begitu elastis), alat-alat yang kecil, pipa, slang selubung pipa.
PTFE bisa
digunakan untuk mencegah serangga memanjat, permukaan yang dicat dengan materi PTFE
sangat licin mengakibatkan serangga tidak bisa mendapatkan pegangan dan
cenderung jatuh. Penggunaan PTFE juga sangat beragam karena sifatnya
yang antilengket dan tidak menghantar listrik. PTFE digunakan antara lain sebagai
berikut.
1. Penggorengan atau Frying Pan.
2. Rice cooker dan Rice Warmer Jar pada pancinya.
3. Pelapis tapak dasar dari setrika agar lebih licin dalam menyetrika.
4. Melapisi Pipa -pipa zat kimia yang sangat sensitif seperti pada uranium
hexafluoride.
5. Sebagai insulator pada kabel dan konektor perakitan Microwave.
6. Membran pori pori pada kain sintetic.
7. Pada spare part mesin dan alat alat elektronik.
8. Pada peralatan laboratorium karena sifatnya yang anti korosi
PTFE
atau lapisan antilengket di Indonesia banyak digunakan pada peralatan rumah
tangga sehari hari. Peralatan yang sering kita lihat adalah seperti
Penggorengan (frying pan), kuali (wok), penanak nasi electric (
rice cooker) dan
juga setrika ( Iron). Lapisan ini sangat menolong karena kegunaanya dalam
memasak yaitu :
1. mengurangi penggunaan minyak goreng atau margarine yang berlemak tinggi
2. mudah dibersihkan, pada peralatan setelah digunakan.
Tingkat
perekonomian dan pendidikan masyarakat Indonesia yang belum tinggi menyebabkan
mereka tetap menggunakan peralatan rumah tangganya meskipun sudah rusak atau
tidak layak pakai. Lebih memprihatinkan lagi kurangnya minat baca dan juga
perhatian pemerintah terhadap isu kesehatan menyebabkan informasi mengenai
bahaya penggunaan lapisan antilengket ini belum banyak diketahui.
Bahaya
penggunaan antilengket di Indonesia lebih dikarenakan antilengket tersebut
mudah tergores dan terkelupas dan digunakan pada peralatan masak. Lapisan yang terkelupas ini apabila
tercampur pada makanan sangat berbahaya. Karena itu zat kimia pada lapisan
antilengket mengandung berbagai logam yang berbahaya seperti mercuri dan zat POFA
yang bersifat karsinogen. Penggunaan lapisan antilengket yang terkelupas sering
tidak disadari terjadi pada panci Rice Cooker, karena biasanya kita kurang memperhatikan
panci Rice Cooker dibanding dengan
penggorengan.
KESIMPULAN
Nonstick cookware PFOA
tidak hanya digunakan dalam membuat pelapis alat memasak, tapi juga banyak
digunakan dalam industri otomotif, elektronik dan persenjataan. Pemakaian PFOA juga
digunakan untuk membuat kabel, power steering, rem mobil dan pelumas gear.
Langkah yang
dapat kita lakukan agar dapat mensosialisasikan lapisan antilengket yang terkelupas pada panci Rice Cooker berdampak buruk
pada kesehatan jika dikonsumsi dalam jangka waktu yang panjang yaitu memberikan informasi dan pengetahuan yang benar pada masyarakat
tentang bahayanya antilengket yang terkelupas apabila digunakan untuk masak. Sebaiknya
menggunakan peralatan masak yang food grade, yang aman bagi kesehatan dan aman
bagi keluarga kita.
Daftar Rujukan
Anonim.2010.teflon.
(Online),(http://manfaat Teflon.com), diakses 4
September 2010).
Anonim.2010.manfaat
Teflon. (Online), diakses 4 September 2010
Anonim.2010.teflon
masa kini.(Online), (http://penggunaan Teflon dalam
kehidupan, diakses tanggal 5 September 2010).
