Foaming Agent

Foaming Agent merupakan “sesuatu” yang digunakan untuk memfasilitasi terbentuknya gas. Dalam

dunia polimer, gas inilah yang dimanfaatkan untuk mengurangi penggunaan resin, sehingga menghemat

biaya material. Biasanya, gas yang dimanfaatkan sebagai “sisipan” pada produk yang terbuat dari plastik

adalah CO2 (karbon dioksida) dan N2 (nitrogen). Mengapa CO2 dan N2? Karena kedua zat ini memiliki nilai

temperatur kritis dan tekanan kritis yang relatif rendah, sehingga akan mudah membawa zat ini pada

kondisi superkritis. Kondisi superkritis adalah suatu kondisi di mana fluida memiliki sifat sebagai gas dan

liquid pada waktu yang sama. Kondisi ini memudahkan pencampuran antara plastik dengan fluida

superkritis itu sendiri, sehingga nantinya pembentukan buih-buih pada plastik dapat merata dengan

baik. Bagaimana fluida superkritis inidapat berubah menjadi buih-buih gas?

Dengan melihat grafik di atas, kita dapat mengetahui bahwa fluida superkritis akan berubah menjadi gas

bila tekanan diturunkan. Dapat diketahui pula bahwa fluida superkritis akan berubah menjadi liquid bila

temperatur diturunkan. Dengan demikian, pengaturan tekanan dan temperatur yang baik sangat

diperlukan dalam aplikasi Foaming Agent untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

Di awal proses, tekanan harus dijaga tinggi agar tidak terjadi prefoaming, yaitu timbulnya gas sebelum

waktu yang diinginkan. Bila gas muncul terlebih dahulu sebelum waktunya, maka gas tidak akan

tercampur dengan baik dengan plastic melt di dalam barrel, karena perbedaan fase. Di dalam barrel,

yang kita inginkan adalah terbentuknya fluida superkritis. Tekanan harus turun di dalam mold; adanya

gradasi tekanan menyebabkan fluida superkritis berubah menjadi gas sempurna. Fenomena ini sama

dengan fenomena softdrink, yang dapat berbuih seketika ketika capnya dibuka.

Adakah zat lain yang digunakan, selain CO2 dan N2? He, Ar, H2O (air), berbagai macam hidrokarbon, dan

bahkan udara. Namun dari hasil penelitian, CO2 dan N2 yang paling banyak digunakan karena dapat

menghasilkan kualitas buih yang baik, dan keduanya merupakan zat yang ramah lingkungan serta tidak

mudah bereaksi dengan zat lain (inert). Selain itu, gas CO2 dan N2 juga lebih mudah untuk tercampur

merata dalam liquid.

Foaming Agent dibagi menjadi 2 jenis:

1. Physical Foaming Agent (PFA), contoh: MuCell

Physical Foaming Agent merupakan suatu perangkat atau metode yang digunakan untuk

menginjeksikan gas ke dalam plastic melt di dalam extruder. Buih gas yang dihasilkan pada

produk plastik sangat baik. Untuk pengaplikasiannya, harus dilakukan modifikasi mesin untuk

ditambahkan saluran injeksi gas di dalam barrel.

2. Chemical Foaming Agent (CFA), contoh: Hydrocerol

Chemical Foaming Agent (CFA) merupakan zat kimia yang dapat terdekomposisi pada

temperatur yang sesuai, dan dari proses dekomposisi tersebut akan dihasilkan buih/gas.

Berbeda dengan PFA, CFA tidak memerlukan perangkat khusus. CFA dibuat dalam bentuk

granul, serbuk, pellet, atau liquid, sehingga pengaplikasiannya relatif lebih mudah dibandingkan

dengan PFA. Namun hasilnya tidak sebaik PFA. Kekurangan lain dari CFA adalah adanya residu

yang dihasilkan dari proses dekomposisi, yang mengurangi tingkat kemurnian campuran plastik

dan buih gas.

Secara umum, CFA dibagi ke dalam 2 jenis: endothermik dan exothermik. CFA-Endothermik

merupakan CFA yang mengambil panas (untuk berdekomposisi) lebih banyak daripada yang

dihasilkan, sebaliknya dengan CFA-Exothermik yang menghasilkan panas lebih banyak dari yang

diperlukan untuk berdekomposisi. Pada CFA, CO2 dihasilkan dari reaksi endothermik sementara

N2 dihasilkan dari reaksi exothermik. Meskipun N2 menghasilkan kualitas buih gas yang lebih

baik, N2 tidak baik untuk kontak dengan bahan makanan, sehingga aplikasinya terbatas. Selain

itu, reaksi exothermik relatif lebih sulit untuk dikendalikan karena menghasilkan panas, yang

dapat menyebabkan “kerusakan” pada plastik karena overheated. Sementara untuk CO2, zat

pembawanya bersifat asam, sehingga berpotensi menimbulkan korosi pada logam-logam di

dalam mesin.

Foaming agent dapat diaplikasikan pada hampir semua jenis polimer; PVC, PE, PP, PS, ABS dan TPE.

Istilah-istilah Terkait Foaming Agent

Kristalisasi perubahan fase dari liquid ke gas atau gas ke liquid.

Nucleating Agent zat yang membantu proses kristalisasi. Contohnya adalah polusi di udara (CO). Polusi

di udara berfungsi sebagai Nucleating Agent yang membantu proses terbentuknya gas H2O menjadi

awan. Tanpa adanya polusi udara, awan akan sangat sulit terbentuk. (Jadi, sesungguhnya, suatu daerah

yang memiliki sedikit awan di langitnya berarti udara di daerah tersebut relatif bersih dari polusi).

Questions

1. How to choose it the right type of CFA?

2. I read that the endothermic CFA is containing acid as well. How acidic it is, and would it be harmful

to the machine? What the special things to do with the machine to solve the corrosion?

3. What is actually the function of this acid?

4. What is the function of carrier? Can we actually use a kind of CFA without any carrier? What is the

advantage of the additional carrier?

5. Where and when is, exactly, the CFA should start to decompose and release the foams? (Is that true

at the compression zone?)

6. About the process, do we still need the packing stage after the melt with the CFA is injected?

7. What about the mold design, does it affect to the foaming process in the mold? How?

8. Is there any weight reduction “ability” difference between a thin part and a thick part?

9. What could make the difference result of the weight reduction? For example, maybe in one kind of

part, you could make 30% of weight reduction, but for another part, you could even make it 50%,

what could be the cause actually?

10. Does the machine design (not the setting), also affect the result? So what are machine specifications

needed to make a great result?

11. Are the bubbles growing in size? When will they stop?