Slime

Latar Belakang

Slime adalah bahan bermain unik yang terdiri dari polimer yang saling terkait. Ini diklasifikasikan sebagai cairan dan biasanya dibuat dengan menggabungkan larutan polivinil alkohol dengan ion borat dalam wadah pencampur besar. Ini sering memiliki bau yang tidak menyenangkan, warna hijau, dan dingin dan berlendir saat disentuh.

Dalam istilah ilmiah, slime tergolong cairan non-Newtonian. Ini adalah cairan kental yang memiliki viskositas variabel. Viskositas adalah pengukuran resistensi untuk mengalir ketika gaya geser diterapkan. Fluida Newtonian memiliki viskositas yang konstan tergantung pada komposisinya. Misalnya, air selalu berupa cairan tipis dengan viskositas rendah. Molase kental dan memiliki viskositas tinggi. Cairan non-Newtonian, seperti slime, memiliki viskositas yang berbeda berdasarkan jumlah gaya yang diberikan padanya. Jika sedikit kekuatan diterapkan, seperti mengaduknya perlahan dengan jari-jari Anda, mereka terasa tipis dan seperti air. Jika gaya tinggi diterapkan, seperti melemparkannya ke dinding, hambatannya sangat kuat. Mereka disebut cairan non-Newtonian karena mereka tidak berperilaku seperti yang diprediksi oleh hukum Newton. Bahan lain yang juga berperilaku seperti ini termasuk kecap, gelatin, lem, dan pasir hisap.

Struktur molekul lendir adalah faktor yang bertanggung jawab atas perilakunya yang menarik. Lendir mainan biasanya terdiri dari molekul polimer rantai panjang yang kusut. Molekul polimer ini dapat dianggap sebagai untaian spageti. Saat disatukan di atas piring, untaian tersebut dicampur bersama-sama membuat kekacauan yang kusut. Jika untaian digosok bersama, mereka berbaris dan menjadi lebih halus. Gerakan ini membuat massa terasa licin dan berlendir.

Sementara pencampuran untaian polimer akan memberikan beberapa viskositas built-in, agen pengikat silang juga hadir dalam lendir untuk memberikan perilaku cairan non-Newtonian. Agen pengikat silang adalah ion yang membantu menghubungkan sementara untaian polimer dengan ikatan ionik yang relatif lemah. Ikatan ini cukup kuat untuk menahan untaian polimer tetapi tidak cukup kuat untuk membuat massa menjadi padat.

Sejarah

Kisah pengembangan mainan slime berawal dari awal abad kedua puluh ketika ilmu polimer sintetik sedang ditentukan. Selama tahun 1920-an, peraih Nobel Hermann Staudinger meletakkan dasar bagi pemahaman modern kita tentang ilmu polimer. Dia menyarankan model molekul baru untuk polimer; salah satu molekul panjang seperti rantai dan bukan agregat atau senyawa siklik seperti yang diperkirakan sebelumnya. Pada tahun 1928, modelnya dikonfirmasi oleh Meyer dan Mark. Kedua ilmuwan ini mempelajari dimensi karet alam menggunakan teknik sinar-x. Pada 1930-an, model Staudinger diterima secara luas dan pengembangan ekstensif polimer sintetik dimulai dengan sungguh-sungguh.

Produsen telah menjual bahan bermain polimer seperti slime selama bertahun-tahun. Mereka dikenal tidak hanya menghibur anak-anak dan orang dewasa, tetapi juga membantu dalam pengembangan ketangkasan dan kreativitas. Yang paling awal dari mainan ini adalah bahan yang dapat dicetak seperti tanah liat pemodelan. Kebutuhan akan bahan permainan yang lebih baik dan bervariasi menyebabkan pengembangan dempul konyol pada 1950-an. Dempul konyol glow-in-the-dark kemudian diperkenalkan. Selama tahun 1980-an, berbagai mainan berjenis slime diperkenalkan. Produk-produk ini dibuat dari bahan-bahan seperti polivinil alkohol, guar gum, atau bahkan susu yang diperkaya.

Desain

Meskipun berbagai macam varian slime dijual, mereka memiliki banyak kesamaan karakteristik. Secara umum, slime adalah cairan lengket yang tersedia di bak kecil. Ini dapat dijual sendiri atau sebagai bagian dari set mainan, seperti aksesori untuk figur aksi . Slime memiliki bau yang sedikit tidak enak dan dingin serta berlendir saat disentuh. Warna bervariasi tetapi yang paling umum adalah hijau, biru, dan merah. Beberapa produsen menambahkan wewangian untuk meningkatkan bau.

Salah satu aspek penting dari formulasi slime adalah bahannya harus aman untuk anak kecil. Secara umum, ini berarti bahwa bahan baku yang digunakan untuk membuat slime harus tidak menyebabkan iritasi pada kulit atau mata dan tidak beracun jika tertelan. Selain itu, konsumen menuntut agar slime (dan mainan sejenisnya) tidak merusak barang-barang seperti pakaian, pelapis, kain, atau karpet.

Bahan Baku

Formula slime awalnya diproduksi di laboratorium oleh ahli kimia. Para ilmuwan ini mulai dengan menentukan fitur estetika apa yang akan dimiliki slime. Misalnya, mereka memutuskan seperti apa konsistensinya, warna apa yang akan dimilikinya, dan seperti apa baunya. Pengujian konsumen sering digunakan untuk membantu dalam membuat keputusan ini. Setelah fitur ditentukan, batch uji kecil dibuat di laboratorium menggunakan bahan baku utama. Bahan yang paling umum digunakan dalam produksi mainan slime adalah air, bahan polimer, agen pembentuk gel, pewarna, pengisi, dan pengawet.

Bahan yang paling melimpah dalam slime adalah air, biasanya membentuk lebih dari 90% formula. Umumnya, air deionisasi yang diolah secara khusus digunakan. Air adalah pengencer yang memberikan konsistensi cair pada slime. Sumber airnya bisa dari sumur bawah tanah, danau, dan sungai.

Bahan polimer bertanggung jawab atas karakteristik penting dari slime. Bahan yang paling umum digunakan adalah polivinil alkohol (PVA). PVA adalah polimer rantai panjang yang memiliki tulang punggung molekul karbon dengan banyak gugus hidroksil (OH) yang terikat. Dalam formula slime biasa, dibutuhkan sekitar 2% PVA. Polimer serupa lainnya adalah polivinilasetat (PVAC). Ini memiliki susunan kimia yang sedikit berbeda tetapi berperilaku dengan cara yang sama seperti PVA ketika agen pembentuk gel ditambahkan. Polimer "alami" tertentu juga dapat digunakan untuk menghasilkan slime. Contoh umum termasuk guar gum, yang berasal dari kacang tanaman guar, metilselulosa, yang berasal dari tanaman, dan tepung jagung.

Sementara bahan polimer memberikan lendir substansinya, agen pembentuk gel diperlukan untuk memberikan perilaku cairan non-Newtonian. Dalam formulasi slime klasik, natrium borat (Boraks) atau natrium tetraborat digunakan. Ketika dilarutkan dalam air, natrium borat terdisosiasi menjadi ion natrium dan ion borat. Jika terdapat polimer seperti PVA, ion borat berinteraksi dengan rantai polimer dan membentuk ikatan ion lemah yang membuat larutan menjadi lebih kental. Ikatan ini juga memberikan kemampuan untuk meregang ketika gaya diterapkan. Biasanya, natrium borat membuat sekitar 2% dari produk akhir. Rasio polimer dengan bahan pembentuk gel merupakan salah satu faktor dalam menentukan konsistensi slime.

Berbagai bahan tambahan ditambahkan ke produk slime untuk meningkatkan warna dan bau. Secara umum, larutan polimer yang digunakan dalam pembuatan slime tidak berwarna. Oleh karena itu, berbagai pewarna ditambahkan untuk memberikan warna produk. Ini biasanya pewarna makanan bersertifikat pemerintah, seperti FD&C Blue dan FD&C Yellow. Untuk meningkatkan bau slime, pewangi sering ditambahkan. Wewangian terbuat dari bahan minyak atsiri. Karena kontaminasi dari jamur dan bakteri mungkin terjadi, pengawet seperti formaldehida atau metilparaben juga ditambahkan untuk mencegah pertumbuhan mikroba. Selain itu, berbagai asam atau basa dapat dimasukkan untuk mengontrol pH lendir.

Proses Pembuatan

Produksi slime terjadi dalam dua langkah. Pertama, sekumpulan slime dibuat. Kemudian diisi ke dalam kemasan terakhirnya. Namun proses ini dapat bervariasi, karena pengisian mungkin lebih mudah jika zat pengikat silang tidak ditambahkan sampai larutan polimer berada dalam kemasan akhir. Deskripsi berikut menguraikan proses batch.

Slime dibuat dengan menggabungkan campuran 5:1 larutan polivinil alkohol (PVA) dan larutan Borax.

Menggabungkan kumpulan

• 1 Kumpulan slime dibuat dalam tangki baja tahan karat besar yang dilengkapi dengan mixer dan sistem kontrol suhu. Dimulai dengan air, compounder menambahkan sisa bahan baku sesuai dengan instruksi formula pada waktu dan suhu tertentu. Menggunakan kontrol komputer, kecepatan pencampuran dan suhu diatur. Slime biasanya dipanaskan agar PVA tercampur ke dalam larutan. Pewarna, pengawet, dan aditif lainnya ditambahkan terakhir.

Pemeriksaan kontrol kualitas

• 2 Setelah fase peracikan, sampel batch dibawa ke laboratorium kendali mutu untuk disetujui. Di area ini, evaluasi fisik dan kimia dilakukan untuk memastikan bahwa bets memenuhi spesifikasi minimum yang digariskan dalam instruksi formula. Tes, seperti penentuan pH, pemeriksaan viskositas, dan evaluasi penampilan dan bau, dapat dilakukan. Penyesuaian dapat dilakukan pada titik ini jika diperlukan. Setelah batch disetujui, batch dipompa ke tangki penampungan, di mana disimpan sebelum diisi.

Mengisi dan mengemas

• 3 Tahap pengisian tergantung pada jenis kemasan slime yang akan dijual. Untuk bak slime yang khas, prosesnya terjadi pada garis pengisian. Di salah satu ujung saluran pengisian adalah hopper berisi bak kosong. Bak ini secara fisik dimanipulasi oleh mesin yang berputar sampai berdiri tegak. Mereka kemudian dipindahkan di sepanjang ban berjalan ke kepala pengisi, yang berisi larutan lendir.
• 4 Kepala pengisian adalah serangkaian tabung piston yang dihubungkan bersama pada korsel melingkar. Saat bak lewat di bawah kepala pengisian, produk disuntikkan ke dalamnya.
• 5 Setelah diisi, bak dipindahkan ke mesin capping. Mesin ini menyortir tutupnya, meletakkannya di bak, dan mengencangkannya.
• 6 Jika perlu, tabung melewati mesin pelabelan. Terkadang ini tidak diperlukan karena kemasan yang telah dihias sebelumnya digunakan. Langkah pengemasan lebih lanjut mungkin terjadi pada titik ini, seperti pembungkus menyusut atau menambahkan alas karton. Paket-paket tersebut kemudian dimasukkan ke dalam kotak dan ditumpuk di atas palet. Palet diangkut ke penyimpanan dan akhirnya dikirim ke gerai ritel lokal.

Kontrol Kualitas

Kontrol kualitas adalah proses yang berkesinambungan yang terjadi selama seluruh proses produksi. Sebelum batching, bahan baku diperiksa dan diuji untuk memastikan mereka memenuhi spesifikasi minimum. Proses inspeksi ini biasanya melibatkan pekerjaan oleh ahli kimia kontrol kualitas, yang memeriksa berbagai karakteristik fisik dan kimia. Mereka mengukur karakteristik bahan baku yang masuk seperti ukuran partikel, pH, viskositas, penampilan, dan bau. Jika bahan baku tidak memenuhi spesifikasi yang telah ditentukan, maka ditolak. Batch juga diuji.

Jika batch tidak memenuhi semua spesifikasi, penyesuaian dapat dilakukan. Misalnya, jika warna batch tidak aktif, lebih banyak pewarna dapat ditambahkan. Tes pengawetan membantu memastikan bahwa mainan akan aman dari pertumbuhan mikroba pada penggunaan jangka panjang. Tes stabilitas juga dilakukan. Studi-studi ini memantau kinerja batch jadi di bawah berbagai kondisi lingkungan. Pada jalur pengisian, pemeriksa jalur memeriksa penampilan botol, penyegelan tutup, dan bobot pengisian.

Masa Depan

Mainan seperti slime memiliki kualitas intrinsik yang membuatnya menarik dan menyenangkan. Sementara materi saat ini menikmati kesuksesan komersial, masih ada kebutuhan untuk formulasi materi permainan yang lebih baik dan bervariasi. Sudah tersedia beberapa variasi produk slime klasik. Misalnya, slime kit dijual yang memungkinkan pengguna membuat produk slime sendiri. Di masa depan, produsen mainan akan fokus menemukan cara baru untuk menjual slime saat ini dan juga membuat bahan baru yang baru.