Pendahuluan
Campuran poliolefin daur ulang yang sebagian besar terdiri dari polietilen dan polipropilen merupakan bahan baku penting dalam daur ulang plastik secara mekanis. Campuran ini digunakan untuk diproses kembali menjadi komponen cetakan baru, produk ekstrusi, film, komponen terkait kemasan, serta aplikasi plastik teknis, di mana komposisi bahan daur ulang sangat memengaruhi perilaku pemrosesan dan kinerja bahan akhir. Karena PE dan PP memiliki rentang Suhu Leleh dan EntalpiEntalpi fusi suatu zat, juga dikenal sebagai panas laten, adalah ukuran masukan energi, biasanya panas, yang diperlukan untuk mengubah suatu zat dari padat menjadi cair. Titik leleh suatu zat adalah suhu saat zat tersebut berubah wujud dari padat (kristal) menjadi cair (lelehan isotropik).titik leleh, Kristalinitas / Derajat KristalinitasKristalinitas mengacu ke tingkat keteraturan struktural suatu benda padat. Dalam kristal, susunan atom atau molekulnya konsisten dan berulang-ulang. Banyak bahan seperti keramik kaca dan beberapa polimer dapat dipersiapkan sedemikian rupa untuk menghasilkan campuran daerah kristal dan amorf. kristalinitas, jendela pemrosesan, dan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal yang berbeda, karakterisasi termal campuran semacam ini sangat penting untuk menilai identitas bahan, kualitas bahan daur ulang, dan kesesuaiannya untuk pemrosesan lebih lanjut.
Termogravimetri simultan dan kalorimetri pemindaian diferensial memberikan informasi mengenai kehilangan massa dan transisi termal dalam satu pengukuran, sehingga teknik ini sangat berguna untuk campuran polimer daur ulang yang kompleks.
Kondisi Pengukuran
Tabel 1: Kondisi pengukuran
| Alat | STA Jupiter® |
|---|---|
| Rentang suhu | 30°C hingga 600°C |
| Laju pemanasan | 20 K/menit |
| Atmosfer | Nitrogen |
| Laju aliran gas | 70 ml/menit |
| Massa sampel | 13,9 mg |
| Cawan | 85 µl Pt/Rh dengan tutup berlubang |
Hasil dan Pembahasan
Pengukuran TGA-DSC secara simultan pada campuran PE-PP daur ulang (Gambar 1) menunjukkan beberapa efek termal yang khas. Pada rentang suhu rendah, terlihat dua efek pelelehan EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik yang saling tumpang tindih pada sinyal DSC. Kontribusi pelelehan pertama muncul pada sekitar 123°C dan dapat dikaitkan dengan fraksi polietilen, sedangkan kontribusi pelelehan kedua pada sekitar 158°C merupakan karakteristik polipropilen. Karena aliran polimer daur ulang sering kali mengandung fraksi bahan yang tumpang tindih sebagian, aditif, atau jenis polimer dengan perilaku peleburan yang luas, sinyal-sinyal ini tidak sepenuhnya terisolasi dalam kurva DSC mentah.
Oleh karena itu, penggunaan perangkat lunak NETZSCH Peak Separation sangat menguntungkan. Perangkat lunak ini memungkinkan efek pelelehan yang tumpang tindih dipisahkan secara matematis dan dievaluasi secara individual. Dalam pengukuran ini, area puncak yang terpisah memberikan entalpi pelelehan individual sekitar 42 J/g untuk kontribusi terkait PE dan 106 J/g untuk kontribusi terkait PP. Hal ini meningkatkan interpretasi komposisi campuran dan memudahkan perbandingan antara batch daur ulang yang berbeda atau pemantauan perubahan kualitas bahan. Tanpa Peak Separation, efek EndotermikTransisi sampel atau reaksi bersifat endotermik jika panas diperlukan untuk konversi.endotermik yang tumpang tindih hanya akan tersedia sebagai respons termal gabungan, sehingga mengurangi ketepatan evaluasi spesifik komponen.
Pada suhu yang lebih tinggi, kurva DSC menunjukkan efek termal tambahan di wilayah di atas 400°C, sementara kurva TGA mencatat kehilangan massa yang sesuai akibat dekomposisi pirolitik campuran polimer di bawah nitrogen. Dekomposisi utama terjadi di atas sekitar 400°C dan mengakibatkan kehilangan massa total. Pengambilan data kedua sinyal secara bersamaan juga meningkatkan keandalan dalam menafsirkan bahan daur ulang yang kompleks. Puncak pelelehan terjadi sementara sinyal TGA tetap stabil, yang menegaskan bahwa efek-efek ini merupakan transisi fasa, bukan proses degradasi. Sebaliknya, efek DSC suhu tinggi sesuai dengan kehilangan massa TGA dan oleh karena itu dapat dikaitkan dengan dekomposisi. Informasi gabungan ini sangat berharga bagi para daur ulang dan pengolah bahan karena memberikan wawasan mengenai identifikasi polimer dan Stabilitas TermalSuatu bahan dikatakan stabil secara termal jika tidak terurai di bawah pengaruh suhu. Salah satu cara untuk menentukan stabilitas termal suatu zat adalah dengan menggunakan TGA (penganalisis termogravimetri). stabilitas termal dalam satu eksperimen tanpa dipengaruhi oleh persiapan sampel atau kondisi pengukuran yang berbeda.
Ringkasan
Analisis TGA-DSC secara simultan memberikan karakterisasi yang ringkas dan informatif terhadap campuran PE-PP daur ulang. Perangkat lunak NETZSCH Peak Separation meningkatkan proses evaluasi dengan memisahkan puncak pelelehan yang tumpang tindih serta memungkinkan penilaian yang lebih spesifik terhadap kontribusi masing-masing polimer. Hal ini menjadikan metode ini sangat cocok untuk pengendalian mutu, identifikasi bahan, dan karakterisasi yang relevan dengan proses pada campuran poliolefin daur ulang.