Galvanisasi Celup Panas (Hot Dipped galvanized)

Salah satu cara pelindungan korosi suatu logam adalah dengan galvanisasi. Galvanisasi merupakan proses pelapisan logam induk dengan logam lain dengan tujuan agar logam induk mempunyai ketahanan korosi yang lebih baik. Galvanisasi umumnya menggunakan logam yang memiliki titik cair yang lebih rendah . Galvanisasi bersama dengan electroplating, cladding, thermal spray, aluminizing dan sherardizing adalah metode-metode untuk melapiskan logam pada permukaan substrat (metallic coating).

Penggunaan metallic coating memiliki dua tujuan:
1.    Sebagai pelindung korosi
2.    Sebagai anoda korban

Galvanisasi baja biasanya digunakan seng atau aluminum. Pada proses galvanisasi celup panas baja dengan seng, awalnya baja dicelupkan dalam seng cair (450-475 oC). Pencelupan ini menyebabkan logam seng akan menempel pada logam induk (baja). Pembentukan intermetallic Fe dengan Zn dapat meningkatkan kekuatan lekat lapisan ini. Selain itu parameter lain yang menentukan pelekatan adalah tingkat kebersihan permukaan, temperatur, waktu, dan komposisi kimia logam induk dan pelapis. Umur pakai tergantung pada lingkungan dan ketebalan lapisan.

Galvanisasi celup panas mempunyai beberapa kelebihan dan kekurangan. Kelebihannya diantaranya memiliki umur panjang dan tidak memerlukan topcoat untuk lingkungan pH 5-10, dapat memproteksi bentuk struktur yang komplek dan rumit, serta sekali celup dapat melapisi permukaan luar dan dalam secara bersamaan. Kekurangannya diantaranya besar struktur yang akan dilapisi dibatasi dengan ukuran penampung, tidak baik untuk struktur yang selalu terendam serta tidak cocok struktur yang diaplikasikan untuk lingkungan pH <5 dan >10. Kalau akan dilakukan topcoating, permukaan yang porous harus ditutupi dengan sealer.

Urutan proses:
1.    Persiapan permukaan
Untuk mendapatkan gaya pelekatan yang baik, permukaan substrat harus bersih dari kontaminan seperti welding slag, mill scale, cat, oli, debu dan grease. Oli, debu dan grease dihilangkan dengan solven cleaning (SSPC SP 1), yaitu dengan mencelupkan ke dalam causatic panas. Karat, mill scale dan kontaminan organik dihilangkan dengan hot mineral acid pickling (SSPC SP 8).
2.    Fluxing
Merupakan pembersihan lapisan oksida dengan pencelupan ke dalam larutan preflux seperti zinc ammonium chloride pada temperatur 40-60 oC.
3.    Dipping
Proses ini adalah proses utama. Pencelupan pada logam cair dapat dilakukan selama 8 detik hingga 8 jam tergantung pada jenis logam dan ketebalan.
4.    Postdipping treatment
Setelah dilakukan pencelupan, logam yang telah dilapisi didinginkan dengan udara atau dicelupkan ke dalam air. Tampilan dapat diperbaiki dengan chromating atau phosphating.

Inspeksi hasil pelapisan dilakukan dengan mengukur ketebalan lapisan, uji adhesi, dan pengamatan penampakan akhir.

Read More

Cat yang Dapat Berubah Warna

Bagaimana seandainya cat rumah Anda dapat berubah warna pada kondisi tertentu? Misalkan pada cuaca dingin warna cat menjadi biru. Namun pada cuaca yang panas maka warna cat akan berubah menjadi merah. Kalau misal ada cat yang seperti ini maka tentunya rumah kita lebih tampak menarik.

Apakah perubahan warna cat terlihat aneh? Tapi ini adalah kenyataan. Teknologi cat yang dapat berubah warna berdasarkan kondisi lingkungan memang sesuatu yang masih baru dan akan terus dikembangkan. Kalau begitu apa yang menyebabkan perubahan warna? Tentunya harus ada penjelasan yang masuk akal untuk hal ini. Kalau tidak maka orang-orang yang menyukai hal mistis akan mengkaitkan dengan hal-hal gaib.

Sebenarnya rahasia utama teknologi ini ada pada pigmen atau zat warna yang digunakan. Perubahan warna yang terjadi bukan karena kualitas pigmen rendah sehingga pigmen akan rusak apabila terkena panas atau cahaya. Namun perbedaan warna ini disebabkan oleh perubahan struktur kimiawi pigmen yang dipicu oleh perubahan kondisi lingkungan. Tapi ingat, perubahan ini haruslah bersifat reversible. Artinya warna cat akan kembali seperti semula apabila kondisi kembali ke awalnya. Pada contoh di atas, warna cat rumah akan berubah kembali menjadi biru apabila musim dingin tiba.

Ada tiga jenis pigmen yang biasa digunakan dalam teknologi cat yang dapat berubah warna. Ketiga pigmen tersebut adalah pigmen photochromic, pigmen thermochromic dan pigmen electrochromic. Ketiga pigmen tersebut berbeda dalam hal kondisi lingkungan yang memicu perubahan warna. Pigmen photochromic sensitive terhadap cahaya. Pigmen photochromic akan berubah warna dari transparan menjadi berwarna ketika dikenai cahaya dan akan kembali menjadi transparan ketika cahaya dihalangi atau dihilangkan. Dengan menggabungkannya dengan pigmen lain maka perubahan warna yang terjadi adalah dari satu warna ke warna lainnya. Perubahan ini dapat terus menerus terjadi hingga ribuan kali tergantung pada aplikasi. Selain pada cat atau coating, pigmen ini juga digunakan pada lensa kaca mata, kosmetik dan mainan. Pigmen ini dapat digunakan pada jendela cerdas (smart window) yang dapat mengontrol intensitas dan spektrum cahaya yang masuk ke ruangan sehingga dapat mengontrol temperatur di dalam ruangan.

http://en.wikipedia.org/wiki/Photochromism

Berbeda dengan photochromic yang bekerja oleh pengaruh cahaya, cat dan coating thermochromic bekerja dengan adanya perubahan temperatur. Kalau cahaya dapat mengubah struktur ikatan pigmen, perubahan temperatur hanya dapat mengubah konformasi dari pigmen. Pada pigmen tertentu, perubahan ini juga menyebabkan perubahan warna.

(gambar diambil dari http://www.mutr.co.uk/images/SMARTCOLO.PDF)

Jenis pigmen yang ketiga adalah pigmen electrochromic. Pigmen ini digunakan pada cat yang dapat berubah warna dengan adanya arus listrik. Artinya arus listriklah yang mengubah warna pigmen. Arus listrik menciptakan kristal spesial pada permukaan yang dapat mengubah warna tergantung pada voltasenya. Pigmen ini hanya bekerja pada substrat yang terbuat dari logam karena diperluakan material konduktif untuk menghantarkan arus listrik. Ketika arus listrik dihilangkan dari cat maka warna akan kembali ke asalnya. Teknologi ini dapat menciptakan warna yang berbeda hanya dengan menekan tombol switch yang dihubungkan dengan arus listrik. Teknologi ini telah digunakan pada cat mobil. Apakah kamu ingin mengubah warna mobil kamu seperti mobil milik James Bond 007? Tinggal tekan satu tombol maka dalam mobil akan berubah warna.

Read More

Konduktivitas Polianilin

Material apabila dilihat dari konduktivitas listriknya digolongkan menjadi bahan isolator, semikonduktor dan konduktor. Bahan konduktor mudah menghantarkan arus listrik dengan konduktivitas di atas  10⁴ S/cm. Sebagai kebalikan bahan konduktor, bahan isolator sulit menghantarkan arus listrik. Konduktivitasnya berada di bawah 10^-8 S/cm. Bahan semikonduktor mempunyai konduktivitas di antara konduktor dan isolator. Nilai konduktivitasnya sangat tergantung pada kondisi lingkungan seperti temperatur. Pada temperatur tinggi, bahan semikonduktor dapat berubah menjadi bahan konduktor.

Polimer sebagai salah satu material yang banyak digunakan, juga mempunyai sifat yang bervariasi dari isolator hingga konduktor tergantung komposisi atom dan jenis ikatannya. Polimer dengan rangka yang mengandung ikatan π terkonjugasi memiliki sifat listrik yang unik karena kemampuannya untuk mentransfer muatan disepanjang rantai. Salah satu contoh polimer terkonjugasi adalah polianilin. Polianilin memiliki beberapa bentuk. Salah satunya dan merupakan bentuk yang paling stabil adalah emeraldin. Emeraldin atau basa emeraldin, berbentuk serbuk halus berwarna biru tua yang memiliki struktur sebagai berikut:

Menurut Stejskal dkk (2001), Emeraldin memiliki konduktivitas 10^-7 S/cm. Tingkat konduktivitas listrik emeraldin dapat ditingkatkan dengan melakukan penambahan dopan. Pereaksian emeraldin dengan HBr menyebabkan gugus –N= terprotonasi menjadi (–NH=)+Br-. Perubahan ini menyebabkan konduktivitas  listrik emeraldin naik menjadi 5 S/cm (Pinto, 1996). Stejskal dan Gilbert (2002) juga telah mempreparasi basa emeraldin dengan HCl menghasilkan suatu emeraldin terprotonasi HCl (garam emeraldin) dengan konduktivitas 4,4 ± 1,7 S/m. Reaksi emeraldin dengan HCl menghasilkan serbuk berwarna hijau tua.

Polimer konduktif polianilin jika ditinjau konduktivitas listriknya termasuk dalam bahan semikonduktor, dimana  konduktivitasnya berkisar antara 10^-9 sampai 10² S/cm. Konduktivitas polianilin tergantung pada temperatur. Konduktivitasnya akan meningkat dengan meningkatnya temperatur. Sebaliknya, konduktivitasnya akan menurun dengan menurunnya temperatur.

Polianilin termasuk polimer yang sangat sensitif terhadap kelembaban udara disekitarnya yang kemudian akan berpengaruh pada sifat listik polianilin. Dengan meningkatnya kelembaban udara, maka molekul-molekul polar air akan diabsorbsi oleh bahan polimer polianilin. Hal ini akan berpengaruh pada penurunan potensial barrier. Akibatnya resistansi pada bahan polimer polianilin akan mengalami penurunan.

Keberadaan air pada polimer polianilin ini menyebabkan delokalisasi muatan. Delokalisasi muatan terjadi dengan adanya pelarutan anion dopan. Bentuk oligomer pada polianilin juga berpengaruh pada delokalisasi muatan dimana terjadi interaksi yang kuat antara oligomer dan molekul polar air yang mengakibatkan muatan elektron berdelokalisasi sepanjang rantai polimer.

Read More

Mengenal Membran

Membran adalah lapis tipis, mempunyai stuktur planar dan merupakan material yang memisahkan dua lingkungan. Karena membran terletak diantara dua lingkungan atau dua fasa dan mempunyai volume yang terbatas, maka membran lebih layak disebut sebagai interphase daripada interface. Membran secara selektif mengontrol transport massa antara dua fasa atau lingkungan. Berdasarkan asalnya, membran dapat dibedakan menjadi membran biologi dan membran sintetik.

Membran Biologi merupakan membran yang terbentuk secara alami dan dapat ditemukan pada makhluk hidup. Sebagai contoh adalah membran sel dan membran intraseluler, serta membran mucous. Sedangkan membran sintetik adalah membran yang dibuat oleh manusia dengan tujuan tertentu. Membran sintetik banyak digunakan pada proses osmosis terbalik (reverse osmosis), filtrasi (mikrofiltrasi ataupun ultrafiltrasi), pervorasi, dialisis, elektrodialisis, membran emulsi liquid (Emulsion Liquid Membranes), ekstraksi pelarut, reaktor, dan pada pemisahan gas.

Membran sintetik merupakan membran yang dibuat dengan tujuan untuk proses pemisahan di laboratorium dan industri. Bagian yang aktif, yang hanya membolehkan transport material tertentu, biasanya tersusun atas polimer atau keramik, dan sedikit diantaranya berupa gelas atau logam. Suatu membran dapat mengandung bagian tambahan seperti pendukung mekanik, pengering, patch, dll.

Driving force dari transport material ditentukan oleh konsentrasi, tekanan, gradien elektrik atau gradien kimia sepanjang membran. Membran dapat dibuat dalam bentuk lembar datar, tabung, fiber kapiler dan fiber berlubang (hollow fiber). Sistem membran dapat berupa pelat dan kerangka, spiral wound module, hollow fibre module, serta tube-in-shell module.

Membran dapat membentuk suatu polymeric interphases yang secara selektif hanya mengijinkan spesies kimia tertentu untuk melewatinya. Ada beberapa mekanisme yang dapat dijelaskan pada fungsi ini. Difusi Knudsen atau difusi larutan merupakan mekanisme yang menonjol. Membran polimerik sangat penting pada proses pemisahan gas, misalnya pemisahan oksigen dan nitrogen, penghilangan senyawa organik, dan pemurnian gas alam.

Membran biologi atau biomembran adalah membran yang berfungsi sebagai pelindung sel. Sering kali berupa lipid bilayer (kecuali pada Archea yang mana mempunyai membran isoprena), yang tersusun atas lapisan ganda dari kelas molekul lipid, khususnya fosfolipid, kadang jalinan protein, beberapa diantaranya berfungsi sebagai saluran. Membran melingkupi suatu ruang tertutup atau kompartemen yang bagian dalamnya dapat tersusun atas lingkungan kimia atau biokimia yang berbeda dengan  lingkungan luarnya. Sebagai contoh, membran disekitar peroksisom melindungi sel dari peroksida dan membran plasma memisahkan sel dari lingkungan medium di sekitarnya. Kebanyakan organel mempunyai sistem membran dan disebut sebagai organel terbungkus membran.

Banyak biomembran yang tercirikan oleh adalah struktur selektif permeabel. Artinya, ukuran, muatan dan sifat kimia lain dari atom dan molekul yang mencoba untuk melewati membran menentukan keberhasilannya. Selektif permeabel sangat diperlukan untuk pemisahan efektif dari sel atau organel dari lingkungan sekitarnya. Jika partikel terlalu besar maka tidak dapat menembus membran, akan tetapi partikel tersebut diperlukan oleh sel maka partikel tersebut dapat melewati suatu protein channel yang disebut sebagai endositosis.

Read More

Polimer Termoplastik dan Termoset

Respon polimer terhadap gaya mekanik pada peningkatan temperatur tergantung pada struktur molekul yang dominan pada polimer. Perbedaan perilaku polimer ini menjadi salah satu dasar klasifikasinya. Dikenal ada dua jenis polimer, yaitu Termoplastik (polimer termoplastik) dan termoset (polimer termoset).

Termoplastik melunak ketika dipanaskan dan mengeras ketika didinginkan. Proses ini terjadi secara reversible dan dapat diulang. Pada level molekular, ketika temperatur ditingkatkan, gaya ikatan sekunder hilang (dengan adanya peningkatan gerakan molekular) sehingga gerakan relatif rantai yang berdekatan menjadi meningkat. Sebaliknya apabila temperatur diturunkan, akan terbentuk ikatan kembali dan polimer akan mengeras. Degradasi irreversible hanya dihasilkan ketika temperaturnya sangat tinggi.

Temoplastik relatif lunak. Banyak polimer linear dan yang mempunyai beberapa struktur bercabang dengan rantai fleksibel merupakan termoplastik. Material ini dibuat dengan aplikasi panas dan tekanan secara simultan. Kebanyakan polimer adalah termoplastik. Sebagai contoh adalah polyethylene, polystyrene, poly(ethylene terephthalate), dan poly(vinyl chloride).

Polimer thermosetting adalah polimer network. Mereka menjadi keras secara permanen selama pembentukannya dan tidak melunak ketika dipanaskan. Polimer network mempunyai crosslink kovalen di antara rantai polimer yang berdekatan. Selama pemanasan, ikatan ini mengikat rantai polimer menjadi satu untuk menahan gerakan vibrasi dan rotasi rantai pada temperature tinggi. Hal inilah yang menjadi penyebab mengapa material tidak melunak ketika dipanaskan. Crosslink biasanya dominan, 10 hingga 50% unit pengulanang rantai mengalami crosslink.

Hanya pemanasan yang berlebih yang akan menyebabkan beberapa ikatan crosslink dan polimer itu sendiri mengalami degradasi. Polimer termoset biasanya lebih keras dan kuat daripada termoplastik dan mempunyai stabilitas dimensional yang lebih baik. Kebanyakan polimer crosslink dan network termasuk vulcanized rubbers, epoxies, dan phenolics and beberapa resin polyester adalah termosetting.

Read More