Reologi, Inovasi, dan Kolaborasi Regional: Menggerakkan Masa Depan Bioplastik dan Bahan Daur Ulang

Mengatasi Tantangan Keberlanjutan Melalui Ilmu Material

Dalam lanskap industri dan regulasi yang berkembang pesat, pemahaman mendalam tentang bahan polimer telah menjadi pendorong utama inovasi. Seiring upaya berbagai industri untuk memenuhi target keberlanjutan, ekonomi sirkular, dan kinerja yang ambisius, karakterisasi bahan tingkat lanjut memainkan peran yang semakin strategis.

Dengan tujuan ini, Green Business and Consulting Company,—sebuah perusahaan yang berfokus pada pengembangan solusi ramah lingkungan, termasuk biomaterial dan bioplastik (berbasis bio dan/atau dapat terurai secara hayati), serta plastik daur ulang—telah meluncurkan kolaborasi teknis dan ilmiah yang unik di wilayah Auvergne-Rhône-Alpes, Prancis.

Inisiatif ini menyatukan empat mitra yang keahliannya saling melengkapi sehingga menciptakan ekosistem inovasi yang kuat:

• Green Business and Consulting Company, spesialis dalam bioplastik dan pengembangan bioplastik, dengan keahlian yang kuat dalam Ecodesign dan LCA
• Sekolah Menengah Teknik Jean Zay (di Thiers), sebuah pusat keunggulan yang diakui dalam pendidikan pengolahan plastik dan pelatihan teknis;
• Clermont Auvergne INP, institut teknik terkemuka yang menggabungkan penelitian kelas dunia dengan transfer inovasi industri;
• NETZSCH, pemimpin global dalam teknologi pengujian reologi tingkat lanjut.

Disatukan oleh Keahlian yang Sama: Reologi

Inti dari kolaborasi ini adalah reologi, yaitu ilmu yang mempelajari aliran dan deformasi bahan. Reologi berperan sebagai jembatan penting antara penelitian akademis dan penerapan industri, serta memberikan wawasan krusial mengenai perilaku sistem polimer yang kompleks.

Keahlian ini sangat penting bagi bahan-bahan baru seperti bioplastik dan polimer daur ulang, yang sifat fisik dan kimianya dapat bervariasi secara signifikan tergantung pada komposisi, mikrostruktur, dan kondisi pemrosesan.

Pentingnya karakterisasi lanjutan semakin diperkuat oleh persyaratan yang akan datang dari Peraturan Kemasan dan Limbah Kemasan Eropa (PPWR), yang mulai berlaku pada Agustus 2026, yang memperkenalkan kewajiban yang lebih ketat terkait penggunaan bahan daur ulang dan berkelanjutan dalam kemasan di tahun-tahun mendatang.

Untuk mengatasi tantangan ini, para mitra menggabungkan kekuatan mereka di bidang pendidikan, penelitian, inovasi material, dan metrologi, sehingga menciptakan platform kolaboratif yang mampu mempercepat pengembangan polimer berkelanjutan generasi berikutnya.

Instrumentasi Tingkat Lanjut: Mendorong Pengetahuan dan Kinerja

NETZSCH Rheometer Rotasi Kinexus Prime Pro+

Keahlian ilmiah dalam bidang reometri rotasional, yang didorong oleh tim peneliti dari kelompok riset GePEB di Institut Pascal, dimanfaatkan melalui platform transfer teknologi Gen’Mat di Polytech Clermont (Clermont Auvergne INP), yang dikelola oleh Fabrice Audonnet. Peralatan ini diperoleh melalui program pendanaan AMI CMA “Académie des Mobilités” untuk mendukung pendidikan teknik, dan digunakan untuk karakterisasi material tingkat lanjut, yang mendukung baik pendidikan mahasiswa teknik CA INP maupun penelitian akademis.

Dilengkapi dengan tungku HTC Prime, reometer rotasi Kinexus Prime Pro+ dariNETZSCH memberikan wawasan mendasar mengenai struktur dan perilaku bahan dalam kondisi geser rendah. Sistem ini memungkinkan pengukuran yang akurat terhadap sifat-sifat penting seperti:

• Viskositas dinamis;
• Modulus viskoelastis;
• Transisi fisik termasuk perilaku aliran dan elastisitas.

Sebagai alat yang telah mapan untuk analisis reologi, alat ini mendukung pemahaman dan pengembangan formulasi polimer tingkat lanjut (Lihat Gambar 1 mengenai sifat-sifat seiring penuaan).

NETZSCH Reometer Kapiler Rosand RH7: Lompatan Teknologi yang Signifikan

Pembelian alat reometer kapiler Rosand RH7 ( NETZSCH ) (Lihat Gambar 2), dengan dukungan teknis dari Frédéric Fraisse, merupakan langkah maju yang signifikan dalam mereproduksi kondisi pemrosesan industri yang sesungguhnya, seperti ekstrusi dan pencetakan injeksi.

Instrumen ini memungkinkan karakterisasi sifat-sifat utama pada keadaan cair, termasuk:

• Viskositas geser dan ekstensi pada kondisi tekanan tinggi;
• Perilaku elastis dan profil aliran pada rentang laju geser yang luas (Lihat Gambar 3);
• sifat pVT (Tekanan-Volume-Suhu), yang sangat penting untuk pemodelan kompresibilitas bahan dan ekspansi termal.

Pengukuran ini memberikan data yang sangat akurat untuk simulasi proses, desain alat, dan pembuatan komponen, yang pada akhirnya meningkatkan kualitas produk dan mempersingkat waktu pengembangan.

Teknologi Pelengkap yang Memberikan Pemahaman Mendalam tentang Bahan

Kombinasi reometri rotasional dan kapiler memberikan kemampuan analitis yang luas dan saling melengkapi.

Reometri rotasional sangat berguna untuk mempelajari respons material pada laju deformasi rendah dan menentukan sifat viskoelastis.

Sebaliknya,reometri kapiler memberikan informasi penting dalam kondisi yang menantang yang ditemui selama pemrosesan industri, di mana bahan terpapar laju geser tinggi dan suhu yang meningkat.

Secara bersama-sama, teknologi ini memungkinkan karakterisasi reologi yang komprehensif dengan menghubungkan sifat dasar material seperti viskositas, elastisitas, dan transisi padat-ke-cair dengan parameter proses utama termasuk tekanan, suhu, volume, dan kecepatan aliran.
Untuk bahan kompleks seperti biopolimer dan campuran daur ulang, yang sifatnya dapat bervariasi secara signifikan, pendekatan terintegrasi ini memberikan keunggulan ilmiah yang besar. Pendekatan ini memfasilitasi optimasi formulasi, meningkatkan prediktabilitas proses, dan mendukung keberhasilan transfer inovasi dari pengembangan laboratorium ke produksi industri berskal large.

Mengembangkan Keterampilan dan Memfasilitasi Transfer Pengetahuan

Salah satu landasan utama kemitraan ini adalah pertukaran keahlian secara timbal balik.
NETZSCH menyediakan pelatihan praktis tingkat lanjut bagi staf akademik dan peneliti dari Institut Pascal dan Clermont Auvergne INP, serta bagi tim teknis Green Business and Consulting Company. Pengembangan kompetensi ini sangat penting untuk memanfaatkan sepenuhnya kemampuan analitis Rosand RH7 dan menghasilkan data berkualitas tinggi untuk pengembangan generasi polimer berkelanjutan di masa depan.

Pada saat yang sama, Sekolah Menengah Teknik Jean Zay, di bawah kepemimpinan David Bonnet, telah memberikan kontribusi penting melalui program-program pengolahan plastik dan fasilitas teknisnya, khususnya dalam kerangka program BTS EuroPlastics & Composites.

Sekolah tersebut merancang dan memproduksi cetakan aliran spiral (Lihat Gambar 4), yang akan dipasang pada mesin cetak injeksi listrik ENGEL berkapasitas 60 ton. Alat pendidikan dan ilmiah ini akan memungkinkan siswa dan peneliti untuk memvisualisasikan hubungan langsung antara reologi material dan kinerja pemrosesan industri.

Integrasinya ke dalam lokakarya praktis memperkuat hubungan antara pembelajaran akademis dan realitas industri sekaligus mendorong para teknisi masa depan untuk terlibat dengan bahan-bahan berkelanjutan dan inovasi teknologi.

Sebuah Model Keunggulan Regional

Kolaborasi ini dengan sempurna menggambarkan model inovasi holistik yang mencakup seluruh rantai nilai, mulai dari penelitian dasar hingga penerapan industri, yang didukung oleh pendidikan teknis tingkat tinggi.

Dengan menyelaraskan kemampuan penelitian Clermont Auvergne INP, keahlian pendidikan Sekolah Menengah Teknik Jean Zay, teknologi mutakhir dari NETZSCH, serta strategi inovasi yang berorientasi pasar dari Green Business and Consulting Company, wilayah Auvergne-Rhône-Alpes berhasil memantapkan posisinya sebagai tolok ukur kerja sama regional yang sukses.

Bersama-sama, para mitra ini turut membentuk masa depan pengolahan plastik: lebih sirkular, lebih teknis, dan lebih berkelanjutan.

Terima kasih atas kerja sama yang sukses

Kami ingin mengucapkan terima kasih yang tulus kepada Laurent Massacrier dari Green Business and Consulting Company, Fabrice Audonnet dari kelompok riset GePEB Institut Pascal dan platform Gen’Mat (Polytech Clermont, Clermont Auvergne INP), David Bonnet dari Sekolah Menengah Kejuruan Jean Zay, serta semua pihak yang terlibat dalam kolaborasi ini atas kepercayaan, keahlian, dan komitmen mereka.

Kami merasa senang dapat menjadi bagian dari kemitraan regional yang kuat ini dan menantikan bagaimana keahlian gabungan dalam bidang reologi, pengembangan bahan, penelitian, dan pendidikan akan terus berkontribusi pada pengembangan solusi polimer yang lebih berkelanjutan.