PVC SEBAGAI BAHAN ISOLASI PADAT
BAHAN LISTRIK
OLEH : PUTU RUSDI ARIAWAN
(0804405050) (0804405050)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2010
2 PVC SEBAGAI BAHAN ISOLASI PADAT
1. Sejarah PVC
Walau pertama kali ditemukan pada tahun 1872, ketika secara tak sengaja orang menemukan serbuk putih dalam botol berisi gas vinil klorida yang terekspos oleh sinar Matahari, orang harus menunggu 54 tahun berikutnya hingga ditemukannya teknik pemanfaatan polivinil klorida, serbuk putih yang biasa disebut PVC itu. Usaha pemanfaatan PVC pada awalnya banyak menemui jalan buntu karena sifatnya yang mudah rusak jika dipanaskan padahal pemanasan merupakan cara pengolahan yang paling logis, mengikuti analogi pengolahan besi, gelas serta beberapa bahan polimer organik yang ketika itu sudah ditemukan. Pada tahun 1926, seorang peneliti pada perusahaan ban BFGoodyear dalam usaha mencari formulasi lem untuk merekatkan karet ke logam menemukan bahan elastomer thermoplastik pertama di dunia (bahan elastis yang dapat diubah bentuknya jika
dipanaskan) ketika memanaskan PVC dalam cairan tricresyl phosphate atau dalam dibutyl phthalate. Yang terjadi adalah bahwa PVC dapat bercampur secara sempurna
(miscible) dengan masing-masing zat yang kemudian lazim disebut sebagai plasticizer itu, menghasilkan bahan baru dengan sifat yang dapat direkayasa, mulai dari yang keras, ketika hanya sedikit plasticizer dicampurkan dengan PVC, hingga yang sangat elastis, ketika komponen terbesar dalam campuran itu adalah plasticizer . Terobosan teknis ini merupakan awal dari revolusi penggunaan PVC sebagai commodity plastics, yang melibatkan penggunaan plasticizer (misalnya tricresyl phosphate atau dibutyl phthalate seperti dalam kisah diatas) guna mempermudah pemrosesannya serta memberinya sifat elastis yang cocok untuk berbagai aplikasi seperti kulit imitasi, plastik untuk alas meja, dan sebagainya. Terobosan teknis kedua berupa berkembangnya teknologi formulasi PVC dengan penggunaan zat-zat yang lazim disebut stabilizer, processing aid dan sebagainya, dan yang tak kalah penting, perkembangan teknologi mesin pemroses PVC sehingga
dimungkinkan
pemrosesan
PVC
tanpa
kandungan
plasticizer (rigid
application). Kini mayoritas penggunaan PVC adalah pada aplikasi tanpa plasticizer
tersebut terutama di bidang konstruksi, seperti berbagai jenis pipa untuk air bersih maupun untuk air limbah domestik, pembungkus (isolator) berbagai macam kabel,
PUTU RUSDI ARIAWAN
3 jendela, lantai, pelapis dinding (wall paper) dan sebagainya, serta porsi yang jauh lebih kecil untuk produk-produk botol plastik, plastik pembungkus dan sebagainya. Bisa dibilang PVC merupakan bahan plastik yang paling luwes karena dapat diformulasi dan diproses menjadi produk dengan sifat yang sangat berbeda, mulai dari yang paling keras seperti pipa, hingga yang lunak dan fleksibel. 2. Pembuatan PVC
PVC dihasilkan dari dua jenis bahan baku utama: minyak bumi dan garam dapur (NaCl). Minyak bumi diolah melalui proses pemecahan molekul yang disebut cracking menjadi berbagai macam zat, termasuk etilena ( C 2H4 ), sementara garam dapur diolah melalui proses elektrolisa menjadi natrium hidroksida (NaOH) dan gas klor (Cl 2). Etilena kemudian direaksikan dengan gas klor menghasilkan etilena diklorida (CH 2Cl-CH2Cl). Proses cracking/pemecahan molekul etilena diklorida menghasilkan gas vinil klorida (CHCl=CH2)
dan
asam
klorida
(HCl).
Akhirnya,
melalui
proses
polimerisasi
(penggabungan molekul yang disebut monomer , dalam hal ini vinil klorida) dihasilkan molekul raksasa dengan rantai panjang (polimer): polivinil klorida (PVC), yang berupa bubuk halus berwarna putih. Masih diperlukan satu langkah lagi untuk mengubah resin PVC menjadi berbagai produk akhir yang bermanfaat. Penampakan resin PVC sangat mirip dengan tepung terigu. Dan resin PVC memang dapat dianalogikan seperti tepung terigu: keduanya tidak dapat digunakan dalam bentuk aslinya. Seperti halnya tepung terigu yang harus diolah dengan mencampurkan berbagai kandungan lain hingga menjadi kue tart dan berbagai jenis roti yang menarik, resin PVC juga harus diolah dengan mencampurkan berbagai jenis zat aditif hingga dapat menjadi
berbagai
jenis
produk
yang
berguna
dalam
kehidupan
sehari-hari.
Satu tahap penting lagi sebelum resin PVC bisa ditransformasikan menjadi berbagai produk akhir adalah pembuatan compound /adonan (compounding). Compound adalah resin PVC yang telah dicampur dengan berbagai aditif yang masing-masing memiliki fungsi tertentu, sehingga siap untuk diproses menjadi produk jadi dengan sifatsifat yang diinginkan. Sifat-sifat yang dituju meliputi warna, kefleksibelan bahan, ketahanan terhadap sinar ultra violet (bahan polimer/plastik cenderung rusak jika terpapar oleh sinar ultra violet yang terdapat pada cahaya matahari), kekuatan mekanik transparansi, dan lain-lain. PVC dapat direkayasa hingga bersifat keras untuk aplikasi-
PUTU RUSDI ARIAWAN
4 aplikasi seperti pipa dan botol plastik, lentur dan tahan gesek seperti pada produk sol sepatu, hingga bersifat fleksibel/lentur dan relatif tipis seperti aplikasi untuk wall paper dan kulit imitasi. PVC dapat juga direkayasa sehingga tahan panas dan tahan cuaca untuk penggunaan di alam terbuka. Dengan segala keluwesannya, PVC cocok untuk jenis produk yang nyaris tak terbatas dan setiap compound PVC dibuat untuk memenuhi kriteria suatu produk akhir tertentu. Compound PVC kemudian dapat diproses dengan berbagai cara untuk memenuhi
ratusan jenis penggunaan yang berbeda, misalnya: 1. PVC dapat diekstrusi, artinya dipanaskan dan dialirkan melalui suatu
cetakan
berbagai bentuk, sehingga dihasilkan produk memanjang yang profilnya mengikuti bentuk cerakan tersebut, misalnya produk pipa, kabel dan lain-lain. 2.
PVC juga dapat di lelehkan dan disuntikkan (cetak-injeksi) ke dalam suatu ruang cetakan tiga dimensi untuk menghasilkan produk seperti botol, dash board, housing bagi produk-produk elektronik seperti TV, computer, monitor dll.
3. Proses kalendering menghasilkan produk berupa film dan lembaran dengan berbagai tingkat ketebalan, biasanya dipakai untuk produk alas lantai, wall paper , dll. 4. Dalam teknik cetak-tiup ( blow molding), lelehan PVC ditiup di dalam suatu cetakan sehingga membentuk produk botol. 5. Resin PVC yang terdispersi dalam larutan juga dapat digunakan sebagai bahan pelapis/coating, misalnya untuk lapisan bawah karpet dll.
3. PVC dan Lingkungan Hidup
Telah menjadi mitos bahwa khususnya pembakaran sampah PVC memberikan kontribusi yang besar terhadap terjadinya dioxin. Dioxin dapat dihasilkan dari pembakaran bahan-bahan organoklorin, yang sebenarnya banyak terdapat di alam (dedaunan, pepohonan). Suatu penelitian yang dilakukan oleh New York Energy Research and Development Authority pada tahun 1987 menyimpulkan bahwa ada atau tidaknya
sampah PVC tidak berpengaruh terhadap banyaknya dioxin yang dihasilkan dalam proses insinerasi/pembakaran sampah. Kontribusi terbesar bagi terjadinya dioxin adalah kebakaran hutan, hal yang justru tidak banyak diekspos.
PUTU RUSDI ARIAWAN
5 Kandungan klor (Cl) dalam PVC diketahui memberikan sifat-sifat yang unik bagi bahan ini. Tidak seperti umumnya bahan plastik yang merupakan 100% turunan dari minyak bumi, sekitar 50% berat PVC adalah dari komponen klor-nya, yang menjadikannya sebagai bahan plastik yang paling sedikit mengkonsumsi minyak bumi dalam proses pembuatannya. Relatif rendahnya komponen minyak bumi dalam PVC menjadikannya secara ekonomis lebih tahan terhadap krisis minyak bumi yang akan terjadi di masa datang serta menjadikannya sebagai salah satu bahan yang paling ramah lingkungan. Walaupun PVC merupakan bahan plastik dengan volume pemakaian kedua terbesar di dunia, sampah padat di negara-negara maju yang paling banyak menggunakan PVC-pun hanya mengandung 0,5% PVC. Hal ini dikarenakan volume pemakaian terbesar PVC adalah untuk aplikasi-aplikasi berumur panjang, seperti pipa dan kabel. Sampah PVC juga dapat diolah secara konvensional, seperti daur-ulang, ditanam dan dibakar dalam insinerator (termasuk pembakaran untuk menghasilkan energi). PVC juga dianggap menguntungkan untuk aplikasi sebagai pembungkus ( packaging). Suatu studi pada tahun 1992 tentang pengkajian daur-hidup berbagai pembungkus/wadah dari gelas, kertas kardus, kertas serta berbagai jenis bahan plastik termasuk PVC menyimpulkan bahwa PVC ternyata merupakan bahan yang memerlukan energi produksi terendah, emisi karbon dioksida terendah, serta konsumsi bahan bakar dan bahan baku terendah diantara bahan plastik lainnya. Bahkan sebuah kelompok pecinta lingkungan Norwegia, Bellona, menyimpulkan bahwa pengurangan penggunaan bahan PVC secara umum akan memperburuk kualitas lingkungan hidup.
4. Penggunaan PVC Pada Bidang Kelistrikan 4.1 Kawat Berisolasi Pvc Tegangan Pengenal 450/750 Volt (Nya)
Standar Nasional Indonesia Kawat Berisolasi PVC tegangan pengenal 450/750 Volt (NYA) merupakan revisi (SNI 04-2698-1992), disusun dengan perimbangan kebutuhan di dalam perdagangan untuk jenis dan spesifikasi terhadap produk ini terus berkembang.
PUTU RUSDI ARIAWAN
6
4.1.1 Ruang Lingkup
1. Standar ini meliputi ruang lingkup, acuan, definisi, ketentuan tegangan, syarat bahan baku, syarat konstruksi, syarat mutu, cara uji, syarat lulus uji, syarat penandaan dan pengemasan kawat berisolasi PVC tegangan pengenal 450/750 volt (NYA). 2. Penghantar terdiri dari kawat padat bulat atau kawat dipilin bulat dari tembaga polos yang dipijarkan. Kawat berisolasiini dimaksudkan untuk dipergunakan dalam ruangan yang kering, untuk instalasi tetap dalam pipa atau direntangkan diantara isolator-isolator dan sebagai kawat-kawat hubung dalam lemari distribusi menurut instalasi yang berlaku. 4.1.2 Definisi
1. Tegangan Pengenal (Uo) adalah tegangan frekuensi jaringan tenaga listrik antara penghantar fasa dan tanah antau netral dimana kawat berisolasi tersebut direncanakan. 2. Tegangan pengenal (U) adalah tegangan frekuensi jaringan tenaga listrik antara penghantar fasa untuk mana kawat berisolasi tersbut direncanakan. 3. Uji jenis (J) adalah pengujian lengkap untuk menentukan apakah hasil produksi telah memenuhi persyaratan-persyaratan yang ditentukan dalam standar ini. Pengujian ini bila telah dilakukan dengan hasil baik, pada prinsipnya tidak perlu diulang, kecuali bila ada perubahan bahan atau konstruksi kawat berisolasi yang kemungkinan dapat merubah karakteristiknya. 4. Uji rutin (R) adalah pengujian yang dilakukan secara rutin pada setiap hasil produksi, untuk memisahkan produk yang tidak memenuhi syarat standar ini. Pengujian ini harus dilakukan oleh produsen dalam rangka pengendalian mutu produksi. 5. Uji contoh (C) adalah pengujian yang dilakukan terhadap contoh-contoh yang diambil dari satu kelompok barang untuk menentukan apakah kelompok tersebut mempunyai karaktristik yang mewakili contoh tersebut.
PUTU RUSDI ARIAWAN
7
4.1.3 Ketentuan tegangan
Tegangan pengenal yang ditentukan untuk kawat berisolasi dinyatakan dengan perbandingan Uo/U dan untuk kawat berisolasi yang termasuk dalam standar ini adalah 450/750 V. Bila dipasang pada sistem arus searah, maka tegangan maksimum sistem tidak lebih dari 1100 V arus searah. 4.1.4 Syarat bahan baku
1. Penghantar harus terbuat dari bahan penghantar tembaga polos yang dipijarkan dan tahanan jenisnya tidak melebihi 17,241
mm 2 /km pada suhu 200C, sesuai
SNI 04-3580-1994. 2. Isolasi harus terbuat dari bahan termoplastik PVC jenis YJ-C sesuai SNI 041713-1989. 4.1.5 Isolasi
Isolasi PVC harus diekstrusikan sepanjang penghantar dengan ketebalan yang merata. Nilai rata-rata dari tebal isolasi yang diukur sesuai dengan SNI 043893-1995, tidak boleh kurang dari nilai nominal yang tercantum pada tabel 1. Walaupun demikian tebal isolasi pada setiap titik tidak boleh kurang dari nilai yang tercantum dalam tabel 1 kolom 4 maksimum 0,1 mm + 10% dari nilai tersebut. 4.1.6 Tahanan penghantar
Tahanan penghantar kawat berisolasi yang diukur sesuai dengan SNI 043893-1995.
Nilai
tahanan
penghantar
tidak
boleh
melebihi
maksimum
sebagaimana tercantum dalam tabel 1 kolom 3. Tahanan isolasi Pengukuran tahanan isolasi dilaksanakan sesuai SNI 04-3893-1995. Nilai tahanan isolasi hasilnya harus memenuhi tabel 1 kolom 5 dan atau kolom 7. Apabila suhu pengukuran selain 20 0 C dikalikan dengan faktor koreksi sesuai tabel 1.
PUTU RUSDI ARIAWAN
8
Uji tegangan Uji tegangan dilakukan dengan cara merendam dalam air dengan suhu 25 50C selama minimum 1 jam, kemudian dikenakan tegangan arus bolak-balik 2500 volt selama minimum 5 menit dan tidak boleh terjadi tembus tegangan.
PUTU RUSDI ARIAWAN
9
DAFTAR PUSTAKA
Muhaimin. 1991. Bahan-Bahan Listrik Untuk Politeknik . Jakarta : PT Pradnya Paramita Persyaratan Umum Instalasi Listrik (PUIL) 2000. www.expressfire.co.uk www.firelite.com www.geocities.com/binsaradi/teknologi.htm www.elektroindonesia.com
PUTU RUSDI ARIAWAN
10 BIODATA PENULIS
Nama
: Putu Rusdi Ariawan
TTL
: Denpasar. 19 April 1990
Agama
: Hindu
Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana Email :
[email protected] www.facebook.com/turusdi
PUTU RUSDI ARIAWAN
