Plastics and Tools: PE UHMW Polyethylen Ultra High Molecular Weight

PE UHMW (Polyethylen Ultra High Molecular Weight), adalah kualitas terbaik dari plastik polyethylene. Untuk memenuhi kualitas engineering, memiliki daya tahan tinggi dengan rentang applikasi luas. Rahasianya terletak pada berat molekulnya yang sangat tinggi mulai antara 3 sampai 6 juta molekul (namun seringkali lebih dikenal dengan istilah PE 1000). Bandingkan dengan HMW PE (High Molecular Weight Polyethylen) dimana berat molekulnya berkisar 500.000 (seringkali lebih dikenal dengan istilah PE 500) ataupun HDPE (High Density Polyethylen) dengan berat molekul mulai dari 300.000 (seringkali lebih dikenal dengan PE 300) dan LDPE (Low Density Polyethylen) berat molekul 100.000 (seringkali lebih dikenal dengan PE 100).

Perbedaan berat molekul ini menjadi faktor yang menentukan dimana semakin tinggi berat molekulnya semakin tinggi pula daya tahannya terhadap impak (benturan) dan abrasi (ketahanan aus). Semakin tinggi berat molekulnya semakin kecil pula koefisien geseknya (coefficient of friction), atau dengan kata lain semakin licin, dengan demikian semakin baik untuk material yang berfungsi sebagai sliding.

Namun berat molekul yang tinggi ini membawa efek, sulitnya memproses PE UHMW, karena tidak dapat meleleh sebagaimana sifat lelehan plastik lainnya. PE UHMW sulit untuk diproses sebagaimana proses konvensional plastik biasanya (injection molding, blow molding, dan thermoforming). Teknik compression molding adalah teknik yang umum dapat diterapkan untuk resin plastik PEUHMW ini.

Dimana saja PE UHMW diapplikasikan ?

PE UHMW mempunyai sifat melumasi (lubricating effect)/ licin, non sticking (menolak bahan lain untuk melekat atau lengket), tahan aus, daya tahan tinggi terhadap material yang bersifat abrasive atau bahan yang bersifat “menggerus”. Tahan benturan dan tidak akan pecah dikenai benturan. Pasar yang terbuka untuk penggunaan material ini antara lain untuk material handling sliding conveyor, logging handling, package handling, food processing and bottling handling, material abrasive processing, fenders, snowboard bottom, boat dock bumpers, chute – hopper lining, mining, automotive, gasket khusus untuk applikasi dengan temperature ekstrim dingin dan lain-lain. Kombinasi yang ideal antara ketahanan impak, ketahanan gesek dan abrasive, menjadikan ketahanan aus PE UHMW lebih baik 10 kali lipat dibandingkan penggunaan carbon steel. Pilihan PE UHMW untuk melawan aus ataupun impak menjadi kepuasan tersendiri dimana seringkali konsumen gagal menggunakan polyethylene dengan berat molekul yang lebih rendah seperti LDPE ,HDPE, HMW-PE dalam applikasinya. Penggunaan material plastik secara khusus PE UHMW untuk material handling dapat mereduksi sampai nol tingkat kebisingan dibanding material handling yang menggunakan material metal. Penggunaan PE UHMW juga mengurangi cost penggunaan pelumas/ grease yang biasa dipakai untuk melumasi peralatan berbahan dasar metal.

Berapa suhu maksimal dimana PE UHMW masih dapat unjuk performa ?

PE UHMW (standard grade) masih dapat diapplikasikan pada temperature 80 deg C (continue) atau masih dapat bekerja pada temperature 90 deg C (intermittent/ short term). Di atas suhu tersebut PE UHMW kehilangan kemampuan mekanikalnya baik kekuatan impak, maupun ketahanan terhadap abrasive. PE UHMW yang telah dimodifikasi dengan additive atau filler tertentu kemampuannya dapat ditingkatkan sampai temperature 120 deg C.

PE UHMW tahan terhadap temperature dingin (low temperature toughness) yang ekstrim sampai minus 200 deg C, jenis plastik lainnya akan rapuh dan hancur dengan suhu minus se-ekstrim ini. Sehingga plastik PE UHMW dapat diapplikasikan untuk menangani nitrogen cair (cryogenic fluid untuk membekukan atau pengawetan dengan cara cryogenic preservations substansi/ jaringan hidup seketika), proses produksi ice cream, lemari pendingin dll.

Bagaimana membedakan plastik PE UHMW dengan plastik HDPE ?

Berikut ada beberapa test yang dapat kita coba

Burn test :

uji bakar, bakarlah dengan korek gas, bilamana baunya menyerupai lilin terbakar, dapat dipastikan plastik tersebut adalah polyethylene. Bedanya adalah PE UHMW juga akan meleleh namun tetesannya (burn drip) tidak seketika secepat HDPE.

Oven test :

letakkan pada piring alumunium, pada temperature oven 300 deg F, HDPE seketika (lebih cepat) berubah bentuk deformasi (slump; collapse) dan meleleh, sementara PE UHMW lebih sulit meleleh namun karena stress juga akan berubah bentuk “wraping” (bengkok) atau “melintir”.

Saw test :

test gergaji, ketika dipotong dengan gergaji, HDPE akan mengeluarkan serpih mirip “sawdust” (serbuk gergaji) atau “filing” (serbuk kikiran) seperti pada kayu sementara UHMW PE seperti “strings” (serpih serat pendek terpilin) atau tidak sama sekali.

Berikut beberapa aplikasi PE UHMW yang telah sukses diapplikasikan pada industri :

PE UHMW plastics high impact resistance

(Lihat gambar : warna hijau adalah plastik PE UHMW yang diaplikasikan pada mesin tenun/ pintal dimana dibutuhkan plastik yang mampu menahan benturan impak dengan kecepatan tinggi terus menerus berulang kali disamping itu keunggulannya sebagai fungsi sliding dan ketahanan aus wear resistance sungguh kombinasi properties yang sempurna diperlihatkan oleh plastik PE UHMW ini.

Contoh applikasi lain dimana PE UHMW digunakan sebagai bantalan serapan air (suction box) pada proses pembuatan papan semen GRC. Adonan material yang akan diproduksi untuk GRC dicetak melalui conveyor kain kanvas yang bersifat kuat,kaku dan kasar, permukaan kain kanvas ini bersifat abrasive atau cepat mengikis dan membuat bahan lain yang melawan gesekannya menjadi cepat aus dan tipis, terlebih lagi adanya tekanan pada suction box untuk menarik kelebihan air dari adonan hal ini menambah kekuatan gesek yang secara simultan juga mempercepat aus. Penggantian material HDPE dengan material PE UHMW sebagai bantalan suction box terbukti mampu memperpanjang masa pakai hingga 4 kalinya. Hal ini akan menghemat cost penggantian material dan juga cost akibat berhentinya proses produksi.