MAKALAH
BAHAN KONTRUKSI
ALAT PROSES DAN KOROSI BAHAN ALAM
( KERAMIK, KACA, SEMEN, POLIMER, KARET SINTESIS PLASTIK )
Disusunoleh
Ferry Setiawan NIM. 1314048
ZakiMuhajjalin NIM. 1314054
LarasatiKusuma NIM. 1314064
Siti Sri Wahyuni NIM. 1314072
BudhiPermana NIM. 1414901
JURUSAN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG
2015
i
KATA PENGANTAR
Segala Puji syukur kepada Allah SWT, atas rahmat dan hidayah-Nya, sehingga
kami masih diberi kesehatan dan kesempatan untuk menyusun makalah Bahan
Kontruksi Alat Proses Dan Korosi “Bahan-Bahan Kontruksi Dari Alam”. Makalah ini
dibuat untuk memahami materi tersebut, sehingga kita dapat mengaplikasikan
pengetahuan tersebut dalam kehidupan sehari - hari. Semoga makalah ini bermanfaat
bagi kita semua.
Pada kesempatan yang berbahagia ini kami menyampaikan terimakasih kepada
ibu Faidliyah Nilna Minah, ST, MT, teman – teman yang telah membantu terselesainya
makalah ini dan semua pihak yang telah meluangkan waktunya serta turut berperan
dalam menyelesaikan makalah ini. Semoga jasa yang demikian besar ini, mendapat
balasan yang seimbang dari Allah yang Maha Esa.
Makalah yang kami buat ini masih banyak kesalahan dan kekurangan karena
kami masih dalam tahap pembelajaran, maka dari itu kami mengharapkan kritik dan
saran bagi pembaca demi kesempurnaan dalam penyusunan makalah ini. semoga
makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Malang, 29 September 2015
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR..........................................................................................................i
DAFTAR ISI........................................................................................................................ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang..............................................................................................................1
1.2. Tujuan...........................................................................................................................1
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Bahan Kontruksi dari Alam..........................................................................................2
2.1.1.Definisi Bahan Kontruksi dari Alam...................................................................2
2.2. Bahan Kontruksi (Pasir)................................................................................................4
2.2.1. Definisi Pasir.....................................................................................................4
2.2.2. Jenis-Jenis Pasir................................................................................................5
2.2.3. Syarat-Syarat Pasir..........................................................................................10
2.2.4. Kelebihan Pasir dan Kekurangan Pasir...........................................................10
2.2.5. Penggunaan Pasir Sebagai Bahan Bangunan..................................................11
2.2.6. Pengecekan Saat Pembelian Pasir...................................................................11
BAB III PENUTUP
3.1. Kesimpulan.................................................................................................................13
DAFTAR PUSTAKA
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pembangunan dalam bidang kontruksi dari tahun ke tahun semakin
berkembang baik dari segi desain maupun metode – metode kontruksi yang
dilakukan. Permintaan konsumen akan bangunan infrastruktur pun mulai meningkat
seiring dengan kebutuhan manusia yang semakinberagam.
Oleh karena itu banyak dilakukan penelitian tentang bagaimana mendesain
bangunan dengan material yang ekonomis dan biaya pembuatannya yang murah.
Keramik merupakan salah satu komponen bangunan yang banyak digunakan sebagai
bahan konstruksi karena merupakan material yang cukup ekonomis dan biaya
pembuatannya relative murah. Disampingitu material keramik juga mudah di dapat
seperti tanah liat. Alasan lain mengapa banyak konstruksi bangunan menggunakan
keramik adalah karena mudah dibentuk sesuai permintaan konsumen. Pada saat
sekarang ini, tanahliat yang merupakan bahan komo ditasutama dari keramik,
harganya realatif murah.
Bahan bangunan adalah setiap bahan yang digunakan untuk
tujuan konstruksi. Bahan sintesis, seperti kaca, keramik, semen, karet sintesis dan
polimer. Selain dari bahan sintesis, produk alami juga banyak digunakan. Industri
pembuatan bahan bangunan didirikan di banyak Negara dan penggunaan bahan-
bahan tersebut biasanya dibagi kedalam perdagangan khusus tertentu, seperti
pertukangan, pipa, atap dan pekerjaan isolasi. Acuan ini berhubungan dengan tempat
tinggal manusia dan struktur termasuk rumah.
iv
1.2. Rumusanmasalah
- Apa yang dimaksud dengan bahan kontruksi sintesis?
- Jelaskan macam-macam bahan kontruksi sintesis?
- Jelaskan kelebihan dan kekurangan setiap sub bahan kontruksi sintesis?
- Jelaskan kemungkinan korosi setiap sub bahan kontruksi sintesis?
- Jelaskan penerapan dari setiap sub contoh bahan kontruksi sintesis tersebut?
1.3. Tujuan
- Mengetahui definisi mengenai bahan kontruksi sintesis
- Memahami macam-macam bahan kontruksi sintesis
- Memahami kelebihan dan kekurangan sub bahan kontruksi sintesis
- Memahami kemungkinan korosi setiap sub bahan kontruksi sintesis
- Memahami penerapan dari setiap sub contoh bahan kontruksi sintesis
v
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Bahan kontruksi sintesis
Bahan sintetis, yaitu bahan yang diolah secara sintetis dengan cara merubah
komposisi kimianya, contoh : plastik, karet sintetis, damar sintetis dan lain-lain.
Bahan kontruksi sintesis adalah bahan kontruksi yang diolah dengan merubah
komposisi kimia dan terdapat campur tangan manusia dalam pembuatannya.
Korosi merupakan proses terjadinya reaksi antara bahan konstruksi dengan
lingkungannya yang menghasilkan produk baru, pada umumnya produk yang
dihasilkan tidak menguntungkan.
2.2. Macam-macam bahan kontruksi sintesis
Bahan konstruksi sintesis yang dimaksud bervariasi, diantaranya adalah sebagai
berikut:
- Keramik
- Kaca
- Polimer
- Karet sintesis
- Semen
- Plastik
2.2.1. Keramik
Keramik adalah semua benda-benda yang terbuat dari tanah liat/lempung yang
mengalami suatu proses pengerasan dengan pembakaran suhu tinggi
Keramik sebagai suatu hasil seni dan teknologi untuk menghasilkan barang
dari tanah liat yang dibakar, seperti gerabah, genteng, porselin, dan sebagainya. Tetapi
saat ini tidak semua keramik berasal dari tanah liat. Definisi pengertian keramik
terbaru mencakup semua bahan bukan logam dan anorganik yang berbentuk padat.
A. Bahan dasar pembuatan keramik
Bahan dasar pembuatan keramik pada umumnya terdiri dari 4 : Tanah Liat (clay),
Kwarsa (flint), feldsfar, dan serbuk kaca (cullet).
- Clay/tanah liat mengandung hidrated aluminum silica (Al2O3.2SiO2.2H2O)
Tanah liat sebagai bahan pokok untuk pembuatan keramik, merupakan salah satu
bahan yang kegunaannya sangat menguntungkan bagi manusia karena bahannya yang
vi
mudah didapat dan pemakaian hasilnya yang sangat luas. Kira-kira 70% atau 80%
dari kulit bumi terdiri dari batuan merupakan sumber tanah liat. Tanah liat banyak
ditemukan di areal pertanian terutama persawahan. Dilihat dari sudut ilmu kimia,
tanah liat termasuk hidrosilikat alumina dan dalam keadaan murni mempunyai rumus:
Al2O3.2SiO2.2H2O dengan perbandingan berat dari unsur-unsurnya: Oksida Silinium
(SiO2) 47%, Oksida Aluminium (Al2O3) 39%, dan Air (H2O) 14% (Gatot, 2003 dalam
Abdullah, 2005).
Bentuknya seperti lempengan kecil-kecil hampir berbentuk segi enam dengan
permukaan yang datar. Bentuk kristal; seperti ini menyebabkan tanah liat bila
dicampur dengan air mempunyai sifat liat (plastis), mudah dibentuk karena kristal-
kristal ini meluncur di atas satu dengan yang lain denga air sebagai pelumasnya
(Astuti, 1997 dalam Trisnawanti, 2008).
Mineral liat terbentuk dari hasil hancuran iklim terhadap mineral primer atau
batuan yang mengandung mineral feldspar, mika, piroksin dan eamfibol. Pada
dasarnya mineral liat dapat dibedakan atas 2 kelompok senyawa, yaitu liat silikat dan
liat bukan silikat. Liat silikat kemudian dibedakan pila dalam 3 tipe yaitu : tipe 1:1,
2:1, dan tipe 2:2. Tipe dalam hal ini menunjukkan perbandingan antara Si-tetraeder
dengan Al-oktaeder. Dengan mengetahui tipe mineral liat juga dapat ditentukan
tingkat hancuran suatu tanah. Tanah yang mengandung liat 1:1 menunjukkan suatu
tanah yang lebih tua daripada tanah berliat tipe 2:1. Karena Si telah habis tercuci.
Disamping liat silikat amorfus, yaitu alofan. Liat bukan silikat merupakan kelompok
senyawa hidrus oksida besi dan aluminum. Nama hidrus oksida mencerminkan
asosiasi antara molekul air dan oksida (Hakim, 1986).
Tanah liat memiliki sifat-sifat yang khas yaitu bila dalam keadaan basah
mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan kering akan menjadi keras,
sedangkan bila dibakar akan menjadi padat dan kuat. Pada umumnya, masyarakat
memanfaatkan tanah liat (lempung) sebagai bahan baku pembuatan bata dan
gerabah.
Dari penjelasan mengenai tanah liat diatas, dapat disimpulkan :
fungsi tanah liat : mempermudah proses pembentukan keramik
Sifat dan keadaan bahan :
- berbutir kasar
vii
- rapuh
- dalam keadaan basah mempunyai sifat plastis tetapi bila dalam keadaan
kering akan menjadi keras
- bila dibakar akan menjadi padat dan kuat
- sangat tahan api.
- Kwarsa (flint), Kwarsa merupakan bentuk lain dari batuan silica (SiO2)
Tujuan pemakaian kwarsa ini ialah:
- Mengurangi susut kering, jadi mengurangi retak-retak dalam pengeringan.
- Mengurangi susut waktu dibakar dan mempertinggi kwalitas.
- Merupakan rangka selama pembakaran.
Sifat-sifat dan keadaan bahan :
- Memiki ukuran partikel yang halus .
- Sifat plastis yang tinggi .
- Memiliki kekuatan kering yang tinggi
- Penyusutan pada saat pengeringan dan pembakaran tinggi.
- Warna setelah pembakaran abu-abu muda karena unsur besinya lebih tinggi
dibanding kaolin.
- titik lebur tinggi sekitar 1728°C
- Feldspar
Feldspar adalah suatu kelompok mineral yang berasal dari batu karang yang
ditumbuk dan dapat memberikan sampai 25 % flux (pelebur) pada badan keramik.
Bila keramik dibakar, feldspar akan meleleh (melebur) dan membentuk leburan gelas
yang menyebabkan partikel tanah dan bahan lainnya melekat satu sama lain. Pada
saat membeku, bahan ini memberikan kekuatan pada badan keramik. Feldspar tidak
larut dalam air, mengandung alumina, silika dan flux yang digunakan untuk membuat
gelasir suhu tinggi.
Feldspar pada saat ini nerupakan group mineral dengan jumlah mineral yang
paling besar di kerak bumi, membentuk sekitar 60% batuan terrestrial (Indiani,
2009). Kebanyakan feldspar yang tersedia berupa sodium feldspar, potassium
feldspar dan feldspar campuran. Feldspar kebanyakan digunakan pada aplikasi-
aplikasi industri yang membutuhkan kandungan feldspar yang berupa alumina dan
alkali.
viii
Rumus kimia feldspar secara umum adalah XAl(Al,Si)Si2O8 dengan X adalah
potassium, sodium, kalsium atau barium. Secara khusus rumus kimia feldspar dapat
dilihat pada Tabel 2.1. Jenis-jenis feldspar
Jenis Feldspar Rumus Kimia
Albite Na(Si,Al)O
Anorthite Ca(Si,Al)O
Orthoclase K(Si,Al)O
Celsian Ba(Si,Al)O
Sumber: K. McPhee (1959) dalamIndiani (2009)
- Serbuk Kaca/Cullet
Cullet adalah serbuk kaca yang sangat kecil. Kaca biasanya dihasilkan dari
campuran silicon atau bahan dioksida (SiO2) yang merupakan benda amorf, dibentuk
melalui prosesan pemadatan dari peleburan tanpa kristalisasi. Kaca kadang-kadang
dianggap sebagai cairan kental (viskos) kareana bukan kristalin atau amorf. Akan
tetapi hanya beberapa cairan yang dapat membentuk kaca. Pada suhu tinggi, kaca
merupakan cairan sejati, dan pada fase cair ini struktur dari bahan-bahan anorganik
belum beraturan dan atom-atomnya selalu bergerak terus-menerus.
B. Klasifikasi Keramik
Sampai saat ini, telah bermacam-macam keramik yang dihasilkan sesuai dengan
perkembangan teknologi yang ada. Pengelompokannya didasari atas beberapa
kriteria, antara lain:
1. Berdasarkan teknik pembuatannya, keramik dibedakan atas dua jenis, yaitu:
- Keramik kuno
Keramik kuno adalah keramik yang terbuat dari tanah liat (lempung) yang dibakar
dengan teknik pembuatan sangat sederhana dan peralatan yang dipakai sangat
tradisional. Keramik jenis ini biasanya berupa alat-alat rumah tangga seperti guci,
gerabah , kendi, belanga, dan lain-lain.
- Keramik Modern (Fine Ceramics)
Keramik modern adalah keramik yang terbuat dari bahan tertentu selain tanah liat
atau lempung yang teknik pengerjaannya sesuai kemajuan teknologi dan peralatan yang
dipakai juga lebih modern (canggih). Penggunaannya tidak terbatas hanya peralatan
ix
rumah tangga tetapi telah meluas ke berbagai bidang, misalnya konstruksi, elektronika
dan sebagainya.
2. Berdasarkan sifat dan kegunaannya, keramik terbagi atas enam jenis yaitu :
- Keramik konstruksi
Keramik konstruksi adalah keramik yang digunakan untuk bahan konstruksi
bangunan karena sifatnya yang keras, kuat dan tidak korosi. Contohnya, tegel, ubin,
genteng, batu bata dan lain sebagainya.
- Keramik Berpori
Keramik berpori adalah keramik yang memiliki banyak pori, umumnya
sangat ringan dan digunakan sebagai filter (penyaring). Biasanya keramik jenis ini
digunakan sebagai isolator panas dan knalpot mesin.
Keramik berpori memiliki sifat-sifat yang dibutuhkan sebagai filter antara
lain tahan korosi, tidak bereaksi dengan campuran yang dipisahkan serta pori dan
kekuatannya dapat diatur. Porositas dapat diatur antara lain dengan menambahkan
bahan aditif seperti serbuk kayu dan bahan lain misalnya grog yang dapat
menghasilkan gas pada saat dibakar sehingga meninggalkan rongga yang disebut
pori. Hasil pengukuran keramik cordierite berpori menunjukkan bahwa densitas
berkisar 0,75-1,17 gr/cm3, porositas 58µ½, kekuatan patah 0,5-2 MPa, kekerasan
(HV) 0,3-1,8 GPa (Sebayang.P, 2006).
Swedish Ceramic Institute dapat membuat keramik berpori dengan tehnik
yang berbeda yang dinamakan tehnik protein suspensi hingga memperoleh porositas
antara 50-80% dari volume keramik. Refractron Technologies Corp New York USA
adalah badan yang meneliti dan memproduksi keramik berpori, dimana mereka
memproduksi keramik berpori dengan karakteristik standar porositas antara 40-50%
sedangkan HP Technical Ceramics memproduksi keramik berpori dengan standar
porositas 35-50%. Pembuatan keramik berpori dari bahan limbah juga telah
dilakukan oleh Sasai, dkk (2003) dengan mencampur limbah pabrik kertas, serbuk
gergajian kayu (K2CO3) sebagai activator dan clay sebagai aditif dan dikalsinasi pada
suhu 8500C selama 1 jam pada tekanan 2 atmosfer. (Sasai,dkk. 2003)
- Keramik Elektronik
x
Keramik elektronik adalah keramik yang digunakan sebagai bahan komponen
elektronika karena sifat listriknya dapat menjadi isolator, semikonduktor, konduktor
bahkan superkonduktor. Contohnya, resistor, kapasitor dan dioda.
- Keramik Optik
Keramik optik adalah keramik yang terbuat dari bahan gelas dan dapat
tembus cahaya. Contohnya, kaca jendela, peralatan gelas, gelas optik dan serat optik.
- Keramik Refraktori
Keramik refraktori adalah keramik yang tahan api atau tahan terhadap suhu
yang tinggi dan banyak mengandung silika. Biasanya keramik jenis ini banyak
digunakan sebagai bahan tungku pada industri dengan temperatur tinggi, misalnya
industri peleburan besi dan baja.
- Komposit Keramik
Komposit keramik adalah keramik yang diperkuat dengan matriks yang
diproses pada suhu bakar rendah dan biasanya digunakan sebagai bahan bangunan
konstruksi ringan.
3. Derajat Vitrifikasi, atau berkurangnya porositas secara berangsur merupakan dasar
yang berguna untuk menggolongkan produk keramik sebagai berikut :
- Keramik Putih
Keramik putih (whitewere) adalah nama umum yang diberikan untuk sejenis
produk keramik yang biasanya berwarna putih dan mempunyai tekstur (jaringan)
halus. Keramik ini dibuat dari bahan dasar lempung kualitas terpilih dan fluks dalam
jumlah bervariasi yang dipanaskan pada suhu cukup tinggi (1200-1500oC) di dalam
tanur (kiln). Oleh karena jumlah dan macam fluksnya beragam, terdapat pula
keragaman dalam tingkat vitrifikasi diantara keramik putih ini, mulai dari keramik
tanah sampai pada keramikcina kekaca. Jenis-jenis ini dapat dikelompokkan sebagai
berikut:
a. Keramik tanah (carthenware), kadang-kadang disebut barang pecah belah semi
kekaca (semivitreous dinnerwarei), adalah keramik berpori dan tidak transulen
dengan glasir lunak.
b. Keramik cina (chinaware) adalah keramik vitrifikasi transulen dengan glasir
sedangan dan tahan terhadap abrasi tertent; digunakan untuk tugas nonteknik.
xi
c. Porselin (porcelain) adalah keramik vitrifikasi transulen dengan glasir keras
yang tahan abrasi pada tingkat maksimum. Dalam kelompok ini termasuk
porselin kimia,isolasi,dan dental (pergigian).
d. Keramik saniter ( sanitrayware), dulu dibuat dari lempung, biasanya berpori;
oleh karena itu sekarang menggunkan komposisi kekaca. Kadang-kadang
bersama komposisi triaksial ditambahkan juga grog kekaca ukuran tertentu yang
telah mengalami pembakaran pendahuluan.
e. Keramik batu (stoneware), adalah jenis yang tertua diantara barang keramik,dan
telah digunakan jauh sebelum pengembangan porselin; bahkan, keramik ini
dapat dianggap sebagai porselin kasar yang pembuatannya tidak dilakukan
dengan teliti dan terbuat dari bahan baku bermutu rendah.
f. Ubin keramik-putih (whiteware tilri), terdapat dalam berbagai jenis khusus,
biasanya dikelompokkan atas ubin lantai yang tahan terhadap abrasi dan kedap
terhadap peresapan noda, ada yang diglasir ada yang tidak; dan ubin dinding
juga mempunyai permukaan keras dan permanen dengan berbagai macam warna
dan tekstur.
Keramik Refraktori
Refraktori adalah material yang dapat mempertahankan sifat-sifatnya yang berguna
dalam kondisi yang sangat berat karena temperatur tinggi dan kontak dengan bahan-
bahan yang korosif. Refraktori dibuat dari berbagai jenis material terutama keramik
yang mana termasuk bahan-bahan seperti alumina, lempung (clay), magnesia,
chromit, silicon karbida dan lain-lain. Refraktori digunakan untuk mengkonstruksi
atau melapisi struktur yang berhubungan dengan temperatur tinggi, dari perapian
sampai blast furnace.
Untuk dapat melayani aplikasi yang diminta, refraktori memerlukan sifat-sifat
tertentu. Sifat-sifat ini diantaranya titik lebur yang tinggi, kekuatan yang bagus pada
temperatur tinggi, tahan terhadap degradasi, mudah dipasang, dan biaya murah.
Refraktori didefinisikan sebagai material konstruksi yang mampu mempertahankan
bentuk dan kekuatannya pada temperatur sangat tinggi dibawah beberapa kondisi
seperti tegangan mekanik (mechanical stress) dan serangan kimia (chemical attack)
dari gas-gas panas, cairan atau leburan dan semi leburan dari gelas, logam atau slag
[Hancock, 1988 ].
xii
Material refraktori sangat diperlukan untuk banyak industri proses. Material
ini melapisi furnace, tundish, ladle dan sebagainya. Material ini juga digunakan
sebagai Nozzle, Spout, dan Sliding Gate. Biaya untuk pembelian dan instalasi
refraktori adalah faktor yang menentukan dalam biaya proses secara keseluruhan.
Kegagalan (failure) material refraktori ketika digunakan dalam suatu proses dapat
berarti suatu bencana. Material refraktori diharapkan dapat tahan terhadap temperatur
tinggi, tahan terhadap korosi slag cair, logam cair dan gas-gas agresif, siklus termal
(thermal cycling), tahan terhadap benturan dan abrasi dengan hanya sedikit
perawatan. Banyak orang bekerja di Industri yang menggunakan refraktori tetapi
hanya sedikit yang mengerti tentang material ini, sehingga pemborosan biaya tidak
dapat dihindari.
Bentuk – bentuk Refraktori
Berdasarkan bentuknya maka refaktori dapat dibagi atas:
- Formed Refaktori
Terdapat berbagai bentuk refaktori tergantung penggunaannya yaitu apakah
di lantai, di dinding,di atap dll. Bentuk tersebut antara
lain:Straight,Arch,Wedge,Key,Plain dll.
- Unformed Refaktori ( Momolithic refactory )
Unformed refaktori adalah refaktori yang dipasarkan tanpa dibentuk terlebih
dahulu. Ada beberapa jenis Unformed refaktori antara lain:Plastik refaktri,Ramming
mixture,Gunning mixture,Castables.
- Plastik refaktori
Plastik refaktori umumnya mengandung lempung pengikat yang tinggi
sehingga dapat di bentuk dengan cara plastis. Bahan ini diproduksi siap pakai, dapat
dipakai atau dibentuk dengan tangan tanpa air.
- Ramming mixture
Produk ini diperdagangkan dalam bentuk gumpalan yang rapuh, agak basah
atau kering dan dipadatkan dengan mesin vibrator. Terdapat ramming alumina tinggi
dengan komposisi corunndum dan lempung plastis, kadang – kadang dicampur
alumina phospat sebagai pengikat refaktori. Juga terdapat dalam campuran asam
dengan kuarsa, refaktori basa berbasis magnesia dan chrom. Sebagai pengikat
xiii
campuran ini maka ditambahkan waterglass, magnesium sulfat, sodium bichromat
atau tar, khususnya untuk ramming mixture dolomit.
- Gunning mixture
Gunning mixture terdiri atas butiran halus yang dalam pemakaiannya di
semprotkan ke permukaan yang di inginkan dengan tekanan udara melalui hose.
Pada ujung nozzle biasanya ditambahkan air atau cairan untuk pengikat. Dengan cara
ini kehilangan bahan harusdiperhitungkan. Tungku baru biasanya dibiasanya dilapisi
dengan gunning mixture, biasanya pipa boiler dilapisi dengan SiC dengan cara
semprot.
- Castable refaktori
Castable adalah agregat dengan penambahan binder hidrolik seperti semen
portland atau semen alumina. Agregat ini dibuat jadi “Castable” dengan
menambahkan kemudian dituang. Bahan akan disetting pada suhu kamar. Komposisi
yang sering dipakai adalah alumina tinggi, mulilite dan fireclay. Senyawa basa atau
asam dengan sodium silikat atau magnesium sulfat dapat juga dibuat castable dengan
menambahkan air.
- Refaktori Mortar
Refaktori mortar termasuk Unformed refaktori, namun diberi klasifikasi lain
karena umumnya refaktori mortar dipakai terutama untuk menyambung “shape
refaktori” dan bukan dipakai untuk membuat suatu bentuk tertentu.
Ada beberapa syarat untuk refaktori mortar antara lain:
a. Bila dicampur air harus dapat membentuk konsistensi yang diperlukan, dapat
mengisi spasi antar bata.
b. Mempunyai refaktoriness dan refaktoriness under load yang memadai.
c. Mortar harus “setting” dan menempel ke bata, dan mempunyaikuat mekanis
tinggi setelah kering dan pada suhu tinggi.
d. Thermal expansion, suisut kering dan susut bakar harus sama dengan bata yang
disemen.
e. Refaktori mortar dapat terdiri dari kalsium aluminat. “low cement”, Ultra-low
cement, bahkan zero cement. Dalam hal ini pengikat yang dipakai adalah silika
koloid, pospat kering, dan silika kering.
Refaktori Berdasarkan Berat Jenis
xiv
Berdasarkan berat jenis refaktori dapat dibagi atas:
1. Refraktori berat (heavy weight refactory)
Disebut heavy weight bila bulk densitynya> 1,3 g/cm³. Umumnya dipakai untuk
refaktori yanglangsung terkena panas/suhu tinggi.
2. Refaktori ringan ( light weight refactory )
Disebut light weight bila densitynya≤1,3 g/cm³. Bila refaktori digunakan pada
suhu < 1000ºC maka refaktori tersebut refaktori isolasi. Dan bila digunakan pada
suhu> 1000ºC, refaktori disebut light weight refactory.
Refaktori Berdasarkan Cara Pembuatan
Berdasarkan cara pembuatan maka refaktori dibagi atas:
1. Burned refaktori
Termasuk kedalam burned refaktori adalah refaktori silika, fire clay, alumina
tinggi dll.
2. Unburned refaktori
Termasuk kedalam unburned refaktori adalah refaktori magnesit dan refaktori
karbon.
g.
Kegunaan Keramik Refaktori
Bahan keramik refaktori memenuhi beberapa fungsi di seluruh cabang industri sebagai
berikut:
- Mengisolasi ruangan reaksi panas dengan sekelilingnya untuk mencegah
kehilangan panas seminimum mungkin
- Menyimpan panas di regenerator untuk kemuadian dilepaskan
- Untuk transfer panas pada rekuperator.
- Memisahkan ruang api dengan ruang reaksi.
- Melindungi bagian lain yang lebih mahal seperti steel dll.
- Suhu proses pada industri tertentu berkisar antara 1000-1800ºC
Fungsi utama refaktori
Berdasarkan fungsi utama refaktori dapat dibagi atas:
- Refaktori kerja
xv
Refaktori ini disebut juga “heavy refactory” atau”working refactory”. Fungsi
utamanya adalah menahan suhu tinggi tanpa lebur.
- Refaktori Isolasi
Fungsi utamanya adalah untuk mencegah panas keluar dari sistem.
Karakteristik Dari Material Refraktori
1. Lempung (Clays)
Lempung dari berbagai kelompok material terbentuk dari proses pelapukan
batuan metamorphosis atau batuan beku. Material ini umumnya sangat halus dengan
ukuran partikel kurang dari 2 mikron. Material yang menarik bagi pembuat
(manufaktur) refraktori adalah yang mempunyai kandungan alumino-silikat yang
tinggi.
Kelompok refraktori ini biasanya mempunyai ketahanan yang bagus terhadap
slag asam (acid slag). Secara umum property dari kelompok ini yaitu sebagai berikut:
- Bagus sebagai material insulator.
- Beberapa jenis mempunyai perilaku ekspansi yang kompleks, tetapi kebanyakan
hanya mempunyai ekspansi panas yang kecil.
- Kekuatan yang sedang pada temperatur tinggi, mengandung fasa gelas yang
bertitik lebur rendah.
- Ketahanan yang bagus terhadap slag asam (acid slag).
- Ketahanan yang bagus terhadap kejut panas (thermal shock)Tidak mahal dan
mudah tersedia.
- Lempung adalah campuran dari beberapa mineral lempung, yang biasanya juga
mengandung jumlah yang bervariasi dari mineral bukan lempung.
- Lempung Cina (China Clay) atau Kaolin adalah jenis lempung yang mempunyai
kandungan mineral utama berupa kaolinite. Mineral yang lain seperti kwarsa,
feldspar dan mika.
- Lempung Bola (Ball clays) terdiri dari mineral utama kaolinite dan illite, dan
sering juga mengandung sejulah tertentu bahan-bahan organic. Ukuran butiran
dari ball clays biasanya lebih kecil dari pada China clay, selain itu juga
mempunyai tingkat plastilitas yang tinggi serta kekuatan yang bagus bila kering.
Jumlah illite yang besar di dalam material cenderung menurunkan titik lebur dari
ball clays.
xvi
- Fire clay (lempung api) adalah ball clay dengan kandungan kaolinite yang tinggi
dan kandungan illite yang rendah. Sebagai akibatnya, fire clay mempunyai titik
lebur yang tinggi untuk jenis lempung, oleh karena itu digunakan untuk aplikasi
sebagai refraktori.
- Flint clays (lempung batu api) adalah lempung dengan kandungan silica yang
tinggi, juga digunakan untuk aplikasi sebagai refraktori.
- Bata lempung (Brick clay) mempunyai rentang komposisi yang lebar, tetapi
biasanya komposisi utamanya kaolinite atau illite. Selain itu juga mengandung
mineral besi yang menghasilkan warna merah ketika dibakar.
2. Alumina
Alumina untuk refraktori berasal dari deposit alami dan buatan. Sumber-sumber
alami terdiri dari Bauksite dan Diaspore. Sedangkan yang buatan terdiri dari
Calcined Alumina, Sintered Alumina, dan Fused Alumina.
Bauksit adalah bijih yang mengandung Boehmite (Al2O3.H2O) atau Gibbsite
(Al2O3.3H2O) dalam proporsi yang bervariasi. Bauksit juga mengandung oksida
besi, alumino-silikat dan titania. Bauksit yang kaya akan oksida besi dan pengotor
lain dapat digunkan untuk membuat Calcined Alumina melalui proses Bayer atau
untuk membuat logam alumunium. Bauksit yang langsung digunakan unuk
membuat refraktori harus memiliki kandungan pengotor yang rendah. Segera setelah
ditambang kemudian bauksit dikalsinasi di rotary kiln untuk penyetabilan.
Komponen utama adalah corundum (alumina α) dengan sedikit Mullit dan sejumlah
kecil fasa glas.
Diaspore adalah monohidrat alumina, membentuk corundum langsung selama
pemanasan, sehingga hanya membutuhkan kalsinasi sebelum digunakan sebagai
bahan baku refraktori. Calcined alumina dibuat dengan proses Bayer, beberapa
grade tersedia dengan property yang sesuai dengan aplikasinya. Sintered Alumina
dibuat dengan peletisasi (peletizing) calcined alumina, lalu disinterisasi pada
temperature sangat tinggi (> 1800 C) di Rotary Kiln. Sintered pellet kemudian di
remuk (crushing) yang akan menghasilkan alumina kualitas sangat tinggi dengan
butiran kasar. Kadang-kadang juga disebut tabular alumina karena bentuk kristalnya
yang besar menyerupai tablet. Kandungan mineral utama adalah alumina α dengan
hanya sejumlah kecil sangat kecil (trace) alumina β (Na2O.11Al2O3).
xvii
Fused Alumina dibuat dengan cara melebur calcined bauxite atau calcined alumina
di electric Arc furnace (EAF). Material yang telah lebur tersebut lalu dicetak
menjadi ingot dan kemudian diremuk. Terdapat beberapa jenis fused Alumina,
yaitu:
- Brown Fused Alumina yang terbuat dari bauksit, selama peleburan pengotor-
pengotor dipisahkan sehingga akan diperoleh kandungan alumina sebesar 94-
97%, pengotor yang tersisa akan memberikan warna coklat.
- White Fused Alumina yang terbuat dari calcined Alumina dan mengandung
alumina sebesar > 99%, material ini bersifat sangat refraktori (> 1900 C),
densitasnya tinggi dan tangguh, bila warnanya pink maka mengandung oksida
Khrom sekitar 2%.
Fused alumina mempunyai kristalisasi yang hamper sempurna sehingga
membuatnya sangat stabil, oleh karena itu mempunyai kekuatan yang sangat bagus
pada temperature tinggi dan ketahanan yang prima terhadap abrasi dan korosi.
Kelebihan umum yang dimiliki refraktori alumina adalah sebagai berikut:
- Kekuatan yang tinggi pada temperatur tinggi.
- Sangat keras.
- Bersifat Amphoter, ketahanan korosi yang bagus terhadap berbagai variasi slag.
- Konduktivitas panasnya lebih tinggi daripada kelompok alumino-silikat.
Kelemahan refraktori alumina :
- Kurang tahan terhadap kejut panas.
3. Silika
Silika membentuk sekitar 60% dari lapisan kerak bumi, sehingga bahan baku
untuk refraktori silica mudah tersedia. Sumber alaminya adalah kwarsa dan tanah
diatomae. Pasir silica adalah bahan baku utama. Pasir dpat berasal dari pantai,
lempung pasir, atau dibuat dengan meremuk batu pasir. Sedangkan tanah diatomae
atau diatomit mengandung rangka-rangka silica dari alga bersel tunggal yang disebut
diatom. Rangka-rangka tersebut tersusun dari silica hidrat dan silica amorf. Setelah
dikalsinasi material bersifat sangat porous dan ringan sehingga bagus digunakan
sebagi material insulator.
Fused silica dibuat dengan melebur pasir murni, hampir sama dengan cara
membuat fused alumina, dengan sedikit perbedaan yaitu disertai quenching terhadap
xviii
material. Produknya bersifat amorf dan mempunyai ekspansi panas yang sangat
rendah, sehingga volumenya sangat stabil. Akan tetapi material hanya dapat
digunakan untuk periode yang panjang pada temperature sampai 1200 C, ketika itu
material gelas akan melunak dan membentuk kristobalit pada 1270 C.
Silika mempunyai banyak polimorf sehingga perubahan fasa akan terjadi bila
memanaskan silica, selain itu juga disertai dengan perubahan volume yang cukup
berarti. Hal ini akan menyebabkan masalah jika memanaskan material yang
mengandung kwarsa.
Penggunaan refraktori silica penggunaannya terus menurun, hal ini
disebabkan oleh perubahan-perubahan yang terjadi pada teknologi steelmaking
dimana membutuhkan refraktori yang mampu mengatasi temperature yang lebih
tinggi. Selain itu juga masalah kesehatan yang berkaitan dengan handling silica
(silikosis) juga turut menyumbang pada penurunan popularitasnya.
Kelebihan umum dari refraktori silica adalah sebagai berikut:
- Masih dapat menanggung beban sampai mendekati titik leburnya.
- Hanya sedikit menyusut sampai 1600 C.
- Tahan terhadap korosi leburan Fe dan slag asam
- Insulator yang baik.
- Sensitif terhadap kejut panas pada 600 C.
-
Kelemahan refractori silica:
- Bila terkena uap air dalam waktu yang lama dapat menyebabkan hancur (crumbling).
- Debu SiO2 dapat menyebabkan maslah kesehatan (Silikosis)
Aplikasi Material Refraktori Dalam bidang Teknik
- Komponen Dapur/Oven (furnace) : Refraktori padat, Isulator, Refraktori cor,
Penanganan logam cair, Elemen pemanas, Perkakas oven.
- Komponen Mesin Otomotif : Busi, Sil pompa, Katup, Rotor turbocharger
- Komponen Gas Turbin : Ruang Bakar, Sudu-sudu turbin, Pemindah panas,
- Penahan Panas : Dinding pesawat ulang alik, Isolator panas, Lapisan penahan panas,
Bahan tahan api
- Komponen tahan aus : Alat-alat potong, Penempa (die), Kran (nozzle), Sil dan
plunyer pompa, Lining dan alat Miling, Abrasif, Pelumas padat, Alat ukur standar
xix
- Keramik Tangguh : benang (fiber), Whisker (fiber), Peralatan golf, Lempengan tahan
peluru, Bantalan, pisau dan gunting
- Keramik Optik : benang optic, Lensa, Laser, Alumina translusen, Dioda, Keramik
luminesen
- Pelapis Keramik: Tahan aus, Tahan korosi, Penghalang panas, Dielektrik, Pelumas,
Katalis.
- Keramik Elektromagnetik: Elemen magnet, Kapasitor, Resistor, IC substrat, Sensor
oksigen, Sel bahan baker, Pompa oksigen, Superkonduktor, Elektroda, Varistor,
Pizoelektrik, Isulator, Termistor, Semikonduktor, Konduktor ion
- Keramik Bangunan : Atap, lantai, Kaca jendela, Semen dan Beton, Gelas keramik,
Terakota, Gerabah, Batu bata
- Biokeramik: Pengganti tulang, Pengganti gigi, Katup jantung, Porselin gigi
- Saringan dan Selaput Keramik : Selaput pemisah cairan, Selaput pemisah gas,
Saringan logam cair
- Keramik Nuklir : Bahan bakar nuklir, Moderator, Pelindung, Kapsul gelas,
Pembungkus bahan bakar nuklir.
2.22 Kaca
Kaca adalah amorf (non kristalin) material padat yang bening dan transparan
(tembus pandang), biasanya rapuh. Jenis yang paling banyak digunakan selama
berabad abad adalah jendela dan gelas minum. Kaca dibuat dari campuran
75% silikon dioksida (SiO2) plusNa2O, CaO, dan beberapa zat tambahan. Suhu
lelehnya adalah 2.000 derajat Celsius.
Kaca merupakan materi bening dan transparan (tembus pandang) yang
biasanya di hasilkan dari campuran silikon atau bahan silikon dioksida(SiO2), yang
secara kimia sama dengan kuarsa (bahasa Inggris: kwarts). Biasanya dibuat dari
pasir. Suhu lelehnya adalah 2000 Derajat Celcius.Jenis kaca yang paling umum di
kenal dan yang telah digunakan sejak berabad-abad silam sebagai jendela dan gelas
minum adalah kaca soda kapur, yang terbuat dari 75% silica (SiO2) ditambah Na2O,
CaO, dan sedikit aditif lain.
Di dalam ilmu pengetahuan, istilah kaca didefinisikan dalam arti yang luas,
kaca dapat dibuat dari paduan bahan yang berbeda: paduan logam, ion-ion yang di
cairkan, molekul cair, dan polimer. Untuk banyak aplikasi seperti; botol, kaca mata,
xx
gelas dll.Kaca memainkan peran penting dalam ilmu pengetahuan dan industri.
Karena struktur kimianya, fisik, dan khususnya sifat optik kaca cocok untuk aplikasi
optik dan bahan Optoelektronik, peralatan laboratorium, isolator termal, bahan
penguat, dan seni kaca (seni, kaca studio).
Dari segi kimia, kaca adalah gabungan dari berbagai oksida anorganik yang
tidak mudah menguap , yang dihasilkan dari dekomposisi dan peleburan senyawa
alkali dan alkali tanah, pasir serta berbagai penyusun lainnya. Kaca memiliki sifat-
sifat yang khas dibanding dengan golongan keramik lainnya. Kekhasan sifat-sifat
kaca ini terutama dipengaruhi oleh keunikan silika (SiO2) dan proses
pembentukannya.
Secara umum, kaca komersial dapat dikelompokkan menjadi beberapa
golongan:
a. Silika lebur.
Silika lebur atau silika vitreo dibuat melalui pirolisis silikon tetraklorida pada
suhu tinggi, atau dari peleburan kuarsa atau pasir murni. Kaca ini sering disebut kaca
kuarsa (quartz glass). Kaca ini mempunyai ciri-ciri nilai ekspansi rendah dan titik
pelunakan tinggi. Karena itu, kaca ini mempunyai ketahanan termal lebih tinggi
daripada kaca lain. Kaca ini juga sangat transparan terhadap radiasi ultraviolet. Kaca
jenis inilah yang sering digunakan sebagai kuvet untuk spektrometer UV-Visible
yang harganya sekitar dua jutaan per kuvet.
2. Alkali silikat
Alkali silikat adalah satu-satunya kaca yang mengandung dua komponen
yang di publikasikan secara komersial. Pada proses pembuatannya pasir dan soda
dilebur bersama-sama, dan hasilnya disebut Natrium silikat. Larutan silikat soda juga
dikenal sebagai kaca larut air (water soluble glass) dan banyak dipakai sebagai
adhesif dalam pembuatan kotak-kotak karton gelombang yang memiliki sifat tahan
api.
3. Kaca soda gamping
Kaca soda gamping (soda-lime glass) merupakan 95 persen dari semua kaca
yang dihasilkan. Kaca ini digunakan untuk membuat segala macam bejana, kaca
lembaran, jendela mobil dan barang pecah belah.
4. Kaca timbal
xxi
Dengan menggunakan oksida timbal sebagai pengganti kalsium dalam
campuran kaca cair, didapatlah kaca timbal (lead glass). Kaca ini sangat penting
dalam bidang optik, karena mempunyai indeks refraksi dan dispersi yang tinggi.
Kandungan timbalnya bisa mencapai 82% (densitas 8,0, indeks bias 2,2). Kandungan
timbal inilah yang memberikan kecemerlangan pada “kaca potong” (cut glass). Kaca
ini juga digunakan dalam jumlah besar untuk membuat bola lampu, lampu reklame
neon, radiotron, terutama karena kaca ini mempunyai tahanan (resistance) listrik
tinggi. Kaca ini juga cocok dipakai sebagai perisai radiasi nuklir.
5. Kaca borosilikat
Kaca borosilikat biasanya mengandung 10 sampai 20% B2O3, 80% sampai
87% silika, dan kurang dari 10% Na2O. Kaca jenis ini mempunyai koefisien ekspansi
termal rendah, lebih tahan terhadap kejutan dan mempunyai stabilitas kimia tinggi,
serta tahanan listrik tinggi. Kaca borosilikat juga digunakan sebagai isolator tegangan
tinggi, dan digunakan juga untuk lensa teleskop seperti misalnya lensa 500 cm di Mt.
Palomer (AS).
6. Kaca khusus
Kaca berwarna , bersalut, opal, translusen, kaca keselamatan, fitokrom, kaca
optik dan kaca keramik semuanya termasuk kaca khusus. Komposisinya berbeda-
beda tergantung pada produk akhir yang diinginkan.
7. Serat kaca (fiber glass)
Serat kaca dibuat dari komposisi kaca khusus, yang tahan terhadap kondisi
cuaca. Kaca ini biasanya mempunyai kandungan silika sekitar 55%, dan alkali lebih
rendah.
Selain itu, ada juga kaca silika yang digunakan di dalam
keteknikanyang mempunyai berbagai substansi yang ditambahkan ke SiO2,
sehingga membuatnya lebih mudah direkayasa, tetapi titik fusinya menjadi lebih
rendah. Kaca-silika di dalam keteknikan diklasifikasikan menjadi tiga kelompok,
yaitu :
1. Kaca alkali tanpa oksida berat. Kaca ini mempunyai titik lebur yang agak rendah.
Pemakaiannya antara lain untuk botol dan kacajendela.
2. Kaca alkali yang mengandung oksida berat. Kaca ini mempunyai sifat kelistrikan
yang tinggi dibandingkan dengan kaca alkali kelompok 1. Kaca flint ditambah
xxii
dengan PbO atau kaca crown ditambah dengan BaO digunakan sebagai kaca optik.
Kaca khusus untuk bahan dielektrik kapasitor adalah kaca flint yang disebut minos.
Di antara kaca-kaca crown terdapat jenis yang disebut pireks. Pireks mempunyai
koefisien thermal 33. 10-7 per oC dan mampu menahan perubahan suhu yang
mendadak.
3. Kaca non alkali.Penggunaan kaca ini adalah sebagai kaca optik dan bahan isolasi
listrik. Beberapa jenis kaca dari kelompok ini mempunyai titik pelunakan yang
sangat tinggi.
Sifat-Sifat Kaca
1. Massa jenis kaca berkisar antara 2 hingga 8,1 g/cm3.
2. Kekuatan tekannya 6000 hingga 21000 kg/cm2.
3. Kekuatan tariknya 1 hingga 300 kg/cm2. Karena kekuatan tariknya relatif kecil, maka
kaca adalah bahan yang regas. Walaupun kaca adalah substansi berongga, tetapi
tidak mempunyai titik leleh yang tegas, karena pelelehannya adalah perlahan-lahan
ketika suhu pemanasan dinaikkan.
4. Titik pelembekan kaca berkisar antara 500 hingga 1700° C. Makin sedikit kandungan
SiO2 makin rendah titik pelembekan kaca. Demikian pula halnya dengan muai
panjang (α), makin banyak kadar SiO2 yang dikandungnya akan makin kecil α nya.
5. Muai panjang untuk kaca berkisar antara 5,5. 10-7 hingga 150. 10-7 per derajat
celcius. Nilai dari angka muai panjang adalah sangat penting bagi suatu kaca dalam
hubungannya dengan kemampuan kaca menahan perubahan suhu. Piranti dari kaca
yang dipanaskan atau didinginkan secara tiba-tiba akan meregang. Hal ini
disebabkan distribusi suhu yang tidak merata pada lapisan luarnya dan keadaan
tersebut menyebabkan piranti retak.
Jika kekuatan tarik piranti kaca lebih rendah dari kekuatan tekannya, maka
pendinginan yang mendadak pada permukaannya akan lebih memungkinkan
terjadinya keretakan dibandingakan dengan pemanasan yang tiba-tiba. Kaca silika
jenis Red-Hot akan lebih aman dalam hal pendinginan atau pemanasan tiba-tiba
karena kaca jenis ini mempunyai α yang sangat rendah. Piranti kaca yang dindingnya
tipis, ketahanannya terhadap perubahan panas mendadak lebih baik dibandingkan
dengan piranti kaca yang dindingnya tebal. Hal ini karena dipengaruhi faktor
xxiii
kerataan pemuaian permukaan kaca bagian luar dan dalam dinding piranti adalah
tidak sama.
Kaca yang digunakan untuk suatu perangkat dan pada perangkat tersebut
terdapat juga logam, misalnya : lampu pijar dan tabung sinar katode, maka nilai α
nya harus disesuaikan, yaitu harus rendah karena selalu bekerja pada suhu yang
cukup tinggi. Dengan demikian, maka tidak terjadi keretakan di bagian kacanya pada
waktu perangkat tersebut digunakan.
Kemampuan larut kaca terhadap bahan lain akan bertambah sesuai dengan
kenaikkan suhunya. Kaca yang mempunyai kekuatan hidrolik rendah ketahanan
permukaannya pada media yang lembab adalah kecil. Kaca silika mempunyai
ketahanan hidrolik paling tinggi. Kekuatan hidrolik akan sangat berkurang jika kaca
diberi alkali. Pada kenyataannya, kaca silika adalah tidak peka terhadap asam kecuali
asam fluorida. Pada pabrikasi kaca, asam fluorida digunakan untuk membuat kaca
embun.
Pada umumnya kaca tidak stabil terhadap pengaruh alkali. Sifat-sifat elektris
dari kaca dipengaruhi oleh komposisi dari kaca itu sendiri. Kaca yang digunakan
untuk teknik listrik pada suhu normal diperlukan syarat-syarat antara lain : resitifitas
berkisar antara 108 hingga 1017 Ω-cm, permitivitas relatif єr berkisar antara 3,8
hingga 16,2, kerugian sudut dielektriknya 0,003 hingga 0,01, tegangan break-down
25 hingga 50 kV/mm.Kaca silika mempunyai sifat kelistrikan yang paling baik. Pada
suhu kamar, besarnya resitivitas adalah 107 Ω-cm, єr 3,8 dan sudut dielektriknya
pada 1 MHZ adalah 0,0003. Jika kaca silika ditambahkan natrium atau kalium, maka
resitivitasnya akan turun, sudut dielektriknya naik sedikit.
Sering kali oksida logam alkali ditambahkan pada pembuatan kaca dengan
maksud agar sifat-sifat kaca menjadi lebih baik. Oksida-oksida tersebut dimasukkan
ke dalam kaca sebagai pemurnian bahan-bahan mentah. Keberadaan natrium dalam
kaca adalah lebih tidak menguntungkan dari kalium. Karena ion Na adalah sangat
kecil ukurannya dan sangat mudah bergerak di dalam medan listrik. Itulah sebabnya
mengapa Na dapat menambah konduktifitas kaca. Kaca yang mengandung oksida-
oksida dua logam alkali yang berbeda dimungkinkan mempunyai sifat isolasi yang
lebih tinggi dibandingkan jika kuantitas oksidanya hanya mengandung 1 bagian dari
xxiv
kuantitas oksida dua logam (efek netralisasi atau polialkalin). Kemampuan isolasi
kaca juga dapat lebih baik jika ditambah PbO atau BaO.
Adapun beberapa sifat-sifat lain dari kaca secara umum. Sifat-sifat tersebut adalah:
- Padatan amorf (short range order).
- Berwujud padat tapi susunan atom-atomnya seperti pada zat cair.
- Tidak memiliki titik lebur yang pasti (ada range tertentu)
- Mempunyai viskositas cukup tinggi (lebih besar dari 1012 Pa.s)
- Transparan, tahan terhadap serangan kimia, kecuali hidrogen fluorida. Karena
itulah kaca banyak dipakai untuk peralatan laboratorium.
- Efektif sebagai isolator.
- Mampu menahan vakum tetapi rapuh terhadap benturan.
Aplikasi Kaca Pemakaian kaca antara lain :
1. Pembuatan bola lampu, tabung elektronik, penyangga filament. Titik pelunakan kaca
ini tidak terlalu tinggi, muai panjangnya hendaknya dibuat mendekati muai panjang
logam maupun paduannya yang disangga. Logam yang dimaksud adalah wolfram,
molibdenum.
2. Untuk bahan dielektrik pada kapasitor. Minos adalah salah satu jenis kaca
permeabilitas relatif tinggi yaitu 7,5, sudut kerugian dielektrik (tan δ) kecil pada
frekuensi 1MHz, suhu 20oC, tan δ = 0.0009 pada frekuensi 1MHz, suhu 200oC, tan
δ = 0,0012. Kaca minos mempunyai α = 8,2 . 107 per oC. massa jenis 3,6 g/cm3.
3. Untuk membuat berbagai isolator. Misalnya isolator penyangga, isolator antena,
isolator len, dan isolator bushing. Untuk penggunaan ini, selain sifat kelistrikan yang
baik juga dituntut mempunyai kekuatan mekanis yang tinggi, tahan terhadap
perubahan suhu yang mendadak, dan tahan terhadap pengaruh kimia. Jenis kaca yang
digunakan untuk keperluan ini antara lain kaca silika, pireks kalium-natrium.
4. Pelapisan logam. Salah satu jenis kaca adalah enamel (bukan enamel vernis). Enamel
dalam hal ini dapat digunakan untuk pelapisan logam atau benda lain sejenisnya,
misalnya dudukan lampu, reflektor, barang-barang dekoratif yang tujuannya untuk
mendapatkan permukaan yang lebih bagus. Enamel juga dapat digunakan sebagai
isolasi listrik, yaitu untuk melapisi resistor tabung (kawat yang dililitkan pada tabung
tersebut adalah resistor, antara lain : nikrom, konstantan).
xxv
Dalam hal ini, enamel dileburkan dan kemudian tabung keramik yang sudah
dililiti kawat tersebut dicelupkan sehingga sela-sela di antara lilitan diisi enamel.
Tujuannya di samping untuk mengisolasi lilitan, juga melindungi lilitan terhadap
uap, debu, dan oksidasi udara pada suhu kerja yang tinggi. Enamel dipabrikasi
dengan meleburkan komponen-komponennya yang halus, kemudian dituangkan
sedikit demi sedikit dalam keadaan meleleh ke dalam air yang dingin hingga
membentuk seperti bola, selanjutnya dihaluskan menjadi bubuk.
Pemakaian enamel untuk pelapisan dapat dilakukan dengan cara kering
maupun basah. Pada pelapisan kering, perangkat yang akan dilapisi dipanasi hingga
suhu tertentu kemudian dimasukkan ke dalam bubuk enamel. Dengan demikian maka
bubuk di sekelilingnya akan meleleh dan melapisi perangkat tersebut. Proses ini
diulang berkali-kali hingga diperoleh ketebalan lapisan yang diinginkan. Pada
pelapisan basah, mula-mula enamel diaduk dengan air sehingga menjadi bubur
enamel yang digunakan untuk melapisi perangkat yang dimaksud. Selanjutnya
perangkat yang sudah dilapis tersebut dikeringkan, lalu dipanaskan dengan oven
sehingga enamel meleleh dan dengan demikian melapisi perangkat.
Untuk keperluan pelapisan ini, koefisien muai panjang enamel harus
diusahakan sama dengan muai panjang perangkat yang dilapisi. Komponen elamen
untuk pelapisan resistor tabung (kaca boron-timah hitam dengan mangan peroksida)
adalah sangat sederhana yaitu : 27% PbO, 70% H3BO3 dan 3% MnO2. Titik lebur
enamel ± 600oC. Enamel akan hilang warnanya dan sebagian akan melarut jika
direndam dalam air dalam waktu yang lama. Untuk menambah ketahanan enamel
terhadap air dan panas biasanya ditambahkan pasir kuarsa. Sedangkan untuk
menambahkan kemampuan lekatnya, enamel yang digunakan untuk melapisi baja
atau besi tulang, ditambah Ni dan Co.
5. Fiber Optic (Serat optik) adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik
yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat
lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca
lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah
laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Serat optik terdiri dari 2
bagian, yaitu cladding dan core. Cladding adalah selubung dari core. Cladding
xxvi
mempunyai indek bias lebih rendah dari pada core akan memantulkan kembali
cahaya yang mengarah keluar dari core kembali kedalam core lagi.
Bahan baku kaca
Walupun terdapat ribuan macam formulasi kaca yang di kembangkan dalam
30 tahun terakhir namum perlu di catat bahwa pasir kaca, gamping, silika, dan soda
masih merupakan bahan baku dari 90 persen dari seluruh kaca yang di produksi di
dunia.
1. Pasir
Pasir yang di gunakan haruslah kuarsa yang hampir murni, oleh karena itu, lokasi
pabrik kaca biasanya di tentukan oleh lokasi endapan pasir kaca,kandungan besinya
tidak boleh melebihi 0,45 % untuk barang gelas pecah belah atau 0,015 % untuk kaca
optik, sebab kandungan besi ini bersifat merusak warna kaca pada umumnya.
2. Soda (Na2O)
Soda terutam di dapat soda abu padat Na2 CO3. sunber lainnya adalah bikarbonat,
kerak garam, dan natrium nitrat.yang tersebut terakhir ini sangat berguna untuk
mengoksidasi besi dan unutk mempercepat pencairan.
3. Kaca Soda Gamping (soda lime glass)
Merupakan 95 % dari semua kaca yang di hasilkan. Kaca ini di gunkan untuk
membuat segala macam bejana, kaca lembaran, jendelamobil, atau lain-lain, gelas
atau barang pecah belah
b. Bahan Tambahan
Sebagai fluks dari silika, di pakai soda abu, kerak garam, batu gamping dan
gamping. Di samping itu, banyak pula di pakai oksida timbal, abu mutiara (kalsium
karbonat), salpeter, boraks, asam borat, asam trioksida, feldspar, dan fluorspar
bersam berbagai oksida, karbonat serta garam-garam logam lain untuk membuata
kaca berwarna.
Dalam operasi penyelesaian, banyak pula di pakai berbagai produk lain seperti
abrasif dan asam fluorida.
- Feldspar
Mempunyai rumus umum P2O.Al2O3 6SiO2.feldspsr mempunyai banyak keunggulan
di banding produk lain, karena murah, murni dan dapat di lebur dan seluruhnya
terdiri dari oksidasi pembentuk kaca
xxvii
- Borax
Borax adalh perawis tambahan yang menambahkan Na2O dan boron oksida kepada
kaca. Walaupun jarang di pakai dalam kaca jendela atau kaca lembaran, boraks
sekarang banyak di gunkan di dalam berbagai jenis kaca pengemas.
- Kerak Garam ( salt cake )
Sudah lama digunakan dalm perawis tambahan pada pembuatan kaca, demikian pula
beberapa sulfat lain amonium sulfat dan barium sulfat, dan sering di tentukan pada.
Kerak garam ini di perkirakan dapat membersihkan buih yang mengganggu pada
tanur tangki. Sulfat ini harus di pakai bersama karbon agar tereduksi menjadi sulfit.
- Arsen Trioksida
Dapat pula di tambahkan untuk menghilangkan gelombang-gelombang dalam kaca.
- Nitrat
Baik dari natrium maupun kalium di gunkan untuk mengoksidasi besi sehingga tidak
terlalu kelihatan pada kaca produk.
- Kalium Nitrat
Digunakan pada berbagai jenis kaca meja, kaca dekorasi dan kaca optik.
- Kulet (Cullet)
Adalah kaca hancuran yang di kumpulkan dari barang-barang rusak, pecahan kaca
beling dan berbagai kaca limbah. Bahan ini dapat di pakai 10% atau bahkan sampai
80% dari muatan bhan baku.
- Blok Refraktori
- Zirkon, alumina, mulit, mulit alumina sinter dan zirkonia alumina elektrokast banyak
di gunakan sebagai refraktor pada tanki kaca.
c. Bahan Bakar
Pada proses peleburan kaca sarana yang di gunakan adalah api yang sangat
panas untuk memanaskan tungku pemanas agar kaca dapat melelbur sesuai dengan
suhu yang di inginkan atau tergantung pada jenis bahan yang di kehendaki.
PROSES PEMBUATAN
Urutan proses pembuatan kaca pada umumnya dapt di pecah-pecah menjadi
langkah-langkah sebagai berikut :
1. Transportasi bahan baku ke pabrik
xxviii
2. Pengaturan ukuran bahn baku
3. Penimbunan bahan baku
4. Pengangkutan, penimbangan, dan pencampuran bahn baku, dan
pemuatannya ke tanur kaca
5. Reaksi pembentukan kaca di dalm tanur
6. Penghematan kalor melalui regenarasi dan rekuperasi
7. Pembuatan bentuk produk kaca
8. Penyelesaian produk kaca
langkah-langkah tersebut di lakukan dalam pabrik kaca modern dengan
menggunakan peralatan otomatis unutk produksi secar kontinyu, dan tidak lagi
dengan sekop dan gerobak sebagaimana halnya dengan pabrik-pabrik lama. Namun,
dalam pabrik modern itu, pengisian tanur-tanur kecil masih di lakukan dengan tangan
sehingga banyak sekali menimbulkan debu beterbangan dimana-mana.
Kecenderungan dewasa ini adalh unutk menggunakn sistem transportasi dan
pencampuran secara tumpak dan mekanis yang tertutup sama sekali sehingga tidak
ada lagi debu yang berterbangan selama penanganan kaca atau bahn bakunya.
A. Proses Bahan Baku Menjadi Produk
Prosedur pembuatan kaca dapat di bagi menjadi empat tahap utama yaitu :
1. PeleburanTanur kaca dapat di klasifikasikan sebagai tanur periuk dan tanur tanki.
Tanur periuk (pot furnace), dengan kapasitas sekitar 2 t atau kurang dapt di gunakan
secara menguntungkana untuk membuat kaca khusus dalam jumlah kecil di mana
tumpak cair itu harus di lindungi terhadap hasil pembakaran. Tanur ini digunakann
dalam pembuatan kaca optik dan kaca seni melalui proses cetak. Periuknya
sebetulnya ialah suatu cawan yang terbuat dari lempung pilihan atau platina. Sulit
sekali melebur kaca didalm bejana ini tanpa produknya terkontaminasi atau tanpa
sebagian bejana itu sendiri meleleh, keculai biola bejana itu terbuat dari bejana
platina. Dalam tanur tanki (tank furnace), bahan tumpak itu dimuat ke satu ujung
suatu tanki besar yang di muat ke sutu ujung suatu tanki besar yang terbuat dari blok-
blok reflaktor, di antaranya ada yang berukuran 38 X 9 X 1,5 m dengan kapasitas
kaca cair sebesar 1350 t. Kaca itu membentuk kolam di dasar tanur itu, sedang nyala
api menjilat berganti darti satu sisi ke sisi lain. Kaca halusan (fined glass) di
kerjakan dari ujung lain tanki itu, operasinya kontinyu. Dalam t5anur jenis ini,
xxix
sebagaimana juga dalam tanki periuk, dindingnya mengalami korosi karena kaca
panas, kulaitas panas dan umur tanki bergantung pada kualitas blok kontruksi.
Karena itu, perhatian biasanya di tujukan pada reflaktori tanur kaca. Tanur tanki
kecil disebut tanki harian (day tank) dan berisi persediaaan kaca cair untuk satu hari
sebanyak 1 t sampai 10 t. Tanki ini di panasi secara elektrotermal atau dengan gas.
Tanur-tanur yang disebautkan di atas adalah tergolong tanur regenerasi (regenerative
furnace) dan beroperasi dalam dua siklus dengan dua perangkat ruang berisis
susunan bata rongga. Gas nyala setelah memberiakan kalornya pada waktu melalui
tanur berisi akca cair, megalir ke bawah melalui satu perangkat ruang yang diisi
penuh denagn pasangan baja terbuka atau bata rongga (checkerwork). Sebagian besar
dari kandungan kalor sensibel gas keluar dari situ , dan isian itu berkisar antara
15000C di dekat pintu keluar. Bersamaan dengan itu, udara di panaskan dengan
melewatkannya melalui ruang regemerasi yang telah di panaskan sebelumnya dan
telah di campur denagn gas bahan bakar yang telah terbakar, sehingga suhu nyalanya
menjadi lebih tinggi lagi, (di bandingkan dengan jika udara tidak di panaskan terlebih
dahulu). Pada selang waktu yang teratur, yaitu antara 20 sampai 30 menit, aliran
campuran udar bahan bakar, atau siklus itu di balik, dan sekarang masuk tanur dari
ujung yang berlawanan melaui isian yang tealh mendapat pemanasan sebelumnya,
kemudian melalui isian semula, dan mencapai suhu yang lebih tinggi. Suhu tanur
yang baru mulai berproduksi hanya dapat di naikkan sedikit demi sedikit setiap hari,
tergantung kepada kemampuan reflaktorinya menampung ekspansi. Bila tanur
regenerasi itu sudah di panaskan, suhunya harus di pertahankan sekurang-kurangnya
12000C setiap waktu. Kebanyakan kalor hilang dari tanur melalui radiasi, dan hanya
sebagian kecil yang termanfaatkan untuk pencairan. Tanpa membiarkan dindingnya
sedikit karena radiasi, suhu akan menjadi terlalu tinggi sehingga kaca cair itu dapat
menyerang dinding dan melarutkannya. Untuk mengurangi aksi kaca cair, pada
dinding tanur kadang-kadang di pasang pipa air pendingin.
Pasir 45,4 gamping 6,8
Soda abu 16 kulet 22,7
Kerak garam 4,5 other 0,5-1,0
Serbuk batu bara 0,2
Tabel 2.1 Kandungan bahan dalam proses peleburan
xxx
2. Pembuatan Bentuk atau Pencetakan
Kaca dapat di bentuk dengan mesin atau denagn cetak tangan. Faktor yang
terpenting yang harus di perhatikan dalam cetak mesin (machine molding) ialah
bahwa rancang mesin itu haruslah sedemikian rupa sehingga percetakan barang kaca
dapat di selesaikan dalm tempo beberapa detik saja. Dalam waktu yang sangat
singkat itu kaca berupa dari zat cair viscos menjadi zat cair yang berwarna bening.
Jadi, jelas sekali bahwa masalh rancang yang harus di selesaikan, seperti aliran kalor
stabilitas logam, dan jarak bebas bantalan merupakan masalh yang rumit sekali.
Keberhasilan mesin cetak kaca merupakan prestasi besar bagi para insinyur kaca.
Dampak Positif dari kaca
Dengan adanya perusahaan pembuatan kaca dan semakin majunya alat yang
di cipatakan para insinyur maka sudah pasti akan menciptakan lapangan pekerjaan
baru bagi para penganggur yang ada di sekeliling perusahaan tersebut, dan juga dapat
bermanfaat bagi orang-orang sipil atau para arsitek dalam mengembangkan suatu ide
dalam perancangan bangunan. Dan dapt pula berguna bagi perusahaan otomotif
karena kaca sekarang tidak hanya sebagi kaca hiasan tetapi juga sebagai kaca
pelindung.
Dampak Negatif Kaca
Dengan makin besarnya perusahaan kaca ini maka akan sangat menganggu
lingkungahn karena proses pembuatan kaca ini pasti mempunyai limbah yang sangat
berbahaya bagi kelangsungan hidup manusia dan juga hewan yang ada di sekitarnya.
Sudah tentu semua ekosistem kana berubah baik dari struktur tanah ataupun air,
tetapi ini tidak langsung terjadi sangat cepat tetapi secara berlahan-lahan.
2.23 Plastik
Plastik adalah suatu polimer yang mempunyai sifat-sifat unik dan luar biasa.
Polimer adalah suatu bahan yang terdiri dari unit molekul yang disebut monomer. Jika
monomernya sejenis disebut homopolimer, dan jika monomernya berbeda akan
menghasilkan kopolimer. Polimer alam yang telah kita kenal antara lain : selulosa,
protein, karet alam dan sejenisnya. Pada mulanya manusia menggunakan polimer alam
hanya untuk membuat perkakas dan senjata, tetapi keadaan ini hanya bertahan hingga
akhir abad 19 dan selanjutnya manusia mulai memodifikasi polimer menjadi plastik.
Plastik yang pertama kali dibuat secara komersial adalah nitroselulosa. Material plastik
xxxi
telah berkembang pesat dan sekarang mempunyai peranan yang sangat penting dibidang
elektronika, pertanian, tekstil, transportasi, furniture, konstruksi, kemasan kosmetik,
mainan anak – anak dan produk – produk industri lainnya.
plastik mencakup produk polimerisasi sintetik atau semi-sintetik. Mereka
terbentuk dari kondensasi organik atau penambahan polimer dan bisa juga terdiri dari
zat lain untuk meningkatkan performa atau ekonomi. Ada beberapa polimer alami
yang termasuk plastik. Plastik dapat dibentuk menjadi film atau fiber sintetik. Nama
ini berasal dari fakta bahwa banyak dari mereka "malleable", memiliki
properti keplastikan. Plastik didesain dengan variasi yang sangat banyak dalam
properti yang dapat menoleransi panas, keras, "reliency" dan lain-lain. Digabungkan
dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang umum dan beratnya yang ringan
memastikan plastik digunakan hampir di seluruh bidang industri.
Plastik adalah polimer; rantai panjang atom mengikat satu sama lain. Rantai
ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer". Plastik yang umum
terdiri dari polimer karbon saja atau dengan oksigen, nitrogen, chlorine atau belerang
di tulang belakang. (beberapa minat komersial juga berdasar silikon). Tulang-
belakang adalah bagian dari rantai di jalur utama yang menghubungkan unit
monomer menjadi kesatuan. Untuk mengeset properti plastik grup molekuler
berlainan "bergantung" dari tulang-belakang (biasanya "digantung" sebagai bagian
dari monomer sebelum menyambungkan monomer bersama untuk membentuk rantai
polimer). Pengesetan ini oleh grup "pendant" telah membuat plastik menjadi bagian
tak terpisahkan di kehidupan abad 21 dengan memperbaiki properti dari polimer
tersebut.
Plastik dapat digolongkan berdasarkan:
Sifat fisikanya
Termoplastik. Merupakan jenis plastik yang bisa didaur-ulang/dicetak lagi
dengan proses pemanasan ulang. Contoh: polietilen (PE), polistiren (PS), ABS,
polikarbonat (PC)
Termoset. Merupakan jenis plastik yang tidak bisa didaur-ulang/dicetak lagi.
Pemanasan ulang akan menyebabkan kerusakan molekul-molekulnya. Contoh:
resin epoksi, bakelit, resin melamin, urea-formaldehida
xxxii
Kinerja dan penggunaanya
Plastik komoditas
sifat mekanik tidak terlalu bagus
tidak tahan panas
Contohnya: PE, PS, ABS, PMMA, SAN
Aplikasi: barang-barang elektronik, pembungkus makanan, botol minuman
Plastik teknik
Tahan panas, temperatur operasi di atas 100 °C
Sifat mekanik bagus
Contohnya: PA, POM, PC, PBT
Aplikasi: komponen otomotif dan elektronik
Plastik teknik khusus
Temperatur operasi di atas 150 °C
Sifat mekanik sangat bagus (kekuatan tarik di atas 500 Kgf/cm²)
Contohnya: PSF, PES, PAI, PAR
Aplikasi: komponen pesawat
Berdasarkan jumlah rantai karbonnya
1 ~ 4 Gas (LPG, LNG)
5 ~ 11 Cair (bensin)
9 ~ 16 Cairan dengan viskositas rendah
16 ~ 25 Cairan dengan viskositas tinggi (oli, gemuk)
25 ~ 30 Padat (parafin, lilin)
1000 ~ 3000 Plastik (polistiren, polietilen, dll)
Berdasarkan sumbernya
Polimer alami : kayu, kulit binatang, kapas, karet alam, rambut
Polimer sintetis:
Tidak terdapat secara alami: nylon, poliester, polipropilen, polistiren
Terdapat di alam tetapi dibuat oleh proses buatan: karet sintetis
Polimer alami yang dimodifikasi: seluloid, cellophane (bahan dasarnya dari
selulosa tetapi telah mengalami modifikasi secara radikal sehingga
kehilangan sifat-sifat kimia dan fisika asalnya)
xxxiii
Sekarang ini utamanya ada enam komoditas polimer yang banyak digunakan,
adalah polietilena, polipropilena, polivinil klorida, polietilena tereftalat, polistirena,
danpolikarbonat. Mereka membentuk 98% dari seluruh polimer dan plastik yang
ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Masing-masing dari polimer tersebut
memiliki sifat degradasi dan ketahanan panas, cahaya, dan kimia.
Manfaat dan kegunaan jenis-jenis plastik, berikut beberapa jenis plastik dan
kegunaanya:
1. PETE atau PET Polyethylene terephthalate)
Produk berbahan dasar plastik PETE/PET memiliki kode angka 1 di dalam segitiga
seperti yang bisa kita jumpai pada botol minuman, botol minyak sayur, botol kecap,
saus tomat dan sambal maupun tempat makan tahan panas/ovenproof. Kode angka
yang biasanya diguncDisarankan bahwa produk jenis-jenis plastik ini hanya
digunakan sekali pakai saja karena kandungan bahan kimia dalam produk plastik ini
yaitu antimoni trioksida dapat berpengaruh buruk terhadap kesuburan seseorang,
menyebabkan munculnya iritasi pada kulit serta iritasi pada saluran pernafasan. Jenis
plastik ini dapat didaur ulang menjadi furniture, mainan, karpet maupun wadah baru.
2. HDPE (High Density Pelyethylene)
Produk plastik HDPE memiliki kode angka 2. Biasa kita jumpai sebagai botol jus
atau susu cair, galon air minum, kantong plastik atau plastik kresek, tutup plastik
maupun berbagai wadah yang terbuat dari plastik. Sifat jenis-jenis plastik yang satu
ini adalah tidak terlalu lentur dan bersifat keras. Produk dengan plastik jenis ini juga
sebaiknya hanya digunakan sekali saja.
3. PVC (Polyvinyl Chlorida)
Jenis plastik yang satu ini sulit untuk didaur ulang. Sifatnya kuat serta keras. Tidak
disarankan sebagai pembungkus makanan karena mengandung bahan kimia yaitu
DEHA (dyethylhydroxylamine) yang berpotensi merusak hati maupun ginjal.
Umumnya jenis plastik ini akan diolah kembali menjadi tikar, alas duduk dan lain
sebagainya. Angka 3 merupakan kode untuk jenis plastik yang satu ini.
4. LDPE (Low Density Poly Ethylene)
Merupakan jenis plastik yang terbuat dari bahan dasar minyak bumi atau biasa
disebut dengan termoplastik dengan kode angka 4. Resistensi plastik LDPE terhadap
bahan kimia tergolong baik sehingga dapat digunakan sebagai plastik kemasan
xxxiv
makanan selain juga digunakan sebagai tong sampah, tas plastik, pakaian maupun
furniture.
5. PP (Polypropylene)
Merupakan jenis plastik yang paling baik untuk digunakan sebagai tempat makanan
maupun minuman terutama untuk bayi dan balita karena aman dan tidak bereaksi
terhadap bahan kimia. Kode angka 5 mewakili plastik PP. Jenis plastik ini dapat
didaur ulang menjadi nampan, sapu, garpu dan lain sebagainya.
6. PS (Polystyrene)
Merupakan jenis plastik yang sebaiknya dihindari karena mengandung benzene yang
berpotensi menyebabkan kanker. Umumnya digunakan sebagai tempat makan atau
minum yang berupa Styrofoam selain untuk tempat minum sekali pakai. Kode angka
untuk jenis plastik ini adalah 6. Anda juga dapat mengenali plastik PS melalui proses
pembakaran yaitu api yang dihasilkan berwarna jingga kekuningan serta
meninggalkan jelaga berwarna hitam.
5. ABS (Acylonitrile butadiene styrene)
Acrylonitrile butadiene styrene (akrilonitril butadiene stirena, ABS)
termasukkelompok engineering thermoplastic yang berisi 3 monomer pembentuk.
Akrilonitrilbersifat tahan terhadap bahan kimia dan stabil terhadap panas. Butadiene
member perbaikan terhadap sifat ketahanan pukul dan sifat liat (toughness). Sedangkan
stirenamenjamin kekakuan (rigidity) dan mudah diproses. Beberapa grade ABS ada juga
yangmempunyai karakteristik yang berfariasi, dari kilap tinggi sampai rendah dan dari
yangmempunyai impact resistance tinggi sampai rendah. Berbagai sifat lebih lanjut juga
dapatdiperoleh dengan penambahan aditif sehingga diperoleh grade ABS yang
bersifatmenghambat nyala api, transparan, tahan panas tinggi, tahan terhadap sinar UV,
dll.
ABS mempunyai sifat-sifat :
- tahan bahan kimia - biaya proses rendah
- liat, keras, kaku - dapat direkatkan
- tahan korosi - dapat dielektroplating
- dapat didesain menjadi berbagai bentuk.
- memberi kilap permukaan yang baik
xxxv
ABS dapat diproses dengan tehnik cetak injeksi, ekstrusi, thermoforming,
cetaktiup, roto moulding dan cetak kompresi. ABS bersifat higroskopis, oleh karena itu
harusdikeringkan dulu sebelum proses pelelehan.
Penggunaannya :
1. Peralatan
Karena keunggulan sifat-sifatnya maka banyak digunakan membuat peralatan
seperti :hair dryer, korek api gas, telepon, intercom, body dan komponen mesin ketik
elektronikmaupun mekanik, mesin hitung, dll.
2. Otomotif
Karena sifatnya yang ringan, tidak berkarat, tahan minyak bumi, maka ABS
digunakanuntuk radiator grill, rumah-rumah lampu, emblem, horn grill, tempat kaca
spion, dll.
3. Barang-barang tahan lama :
ABS dengan grade tahan nyala api digunakan untuk cabinet TV, kotak
penutupvideo, dll.
Grade tahan pukul pada suhu rendah dan tahan fluorocarbon dapat digunakan
untukpintu dan body kulkas.
Penggunaan lain : komponen AC, kotak kamera, dudukan kipas angina meja, dll.
4. Bangunan dan perumahan : dudukan kloset, bak air, frame kaca, cabinet, kran
air,gantungan handuk, saringan, dll.
5. Elektroplated ABS : regulator knob, pegangan pintu kulkas, pegangan paying,
sparepartskendaraan bermotor, tutup botol, dll.
Jenis Plastik lain
Sifat-sifat umum dari poli stirena :
1. Sifat mekanis
Sifat-sifat mekanis yang menonjol dari bahan ini adalah kaku, keras, mempunyai
bunyi seperti metallic bila dijatuhkan.
2. Ketahanan terhadap bahan kimia
Ketahanan PS terhadap bahan-bahan kimia umumnya tidak sebaik ketahanan
yang dipunyai oleh PP atau PE. PS larut dalam eter, hidrokarbon aromatic dan
chlorinated hydrocarbon. PS juga mempunyai daya serap air yang rendah, dibawah
o,25 %.
xxxvi
3. Abrasion resistance
PS mempunyai kekuatan permukaan relative lebih keras dibandingkan dengan
jenis termoplastik yang lain. Meskipun demikian, bahan ini mudah tergores.
4. Transparansi
Sifat optis dari PS adalah mempunyai derajat transparansi yang tinggi, dapat
melalui semua panjang gelombang cahaya (90%). Disamping itu dapat
memberikan kilauan yang baik yang tidak dipunyai oleh jenis plastic lain, dimana
bahan ini mempunyai indeks refraksi 1,592.
5. Sifat elektrikal
Karena mempunyai sifat daya serap air yang rendah maka PS digunakan untuk
keperluan alat-alat listrik. PS foil digunakan untuk spacers, slot liners dan covering
dari kapasitor, koil dan keperluan radar.
6. Ketahanan panas
PS mempunyai softening point rendah (90oC) sehingga PS tidak digunakan
untuk pemakaian pada suhu tinggi, atau misalnya pada makanan yang panas. Suhu
maksimum yang boleh dikenakan dalam pemakaian adalah 75oC. Disamping itu, PS
mempunyai sifat konduktifitas panas yang rendah.
7. Untuk plastik dengan kode angka 7 biasanya dibagi menjadi 4 jenis yaitu :
- ABS (acrylonitrile butadiene styrene)
- Merupakan bahan utama pembuatan pipa dan mainan lego atau brick. Jenis
plastik ini juga aman digunakan sebagai kemasan makanan dan minuman.
- SAN (styrene acrylonitrile)
- Dapat kita jumpai pada produk-produk seperti mangkuk mixer, penyaring kopi,
pembungkus termos, piring dan alat makan lain, serta sikat gigi.
- PC (polycarbonate)
- PC (Jenis plastik ini mengandung Bisphenol_A yang tidak baik untuk kesehatan
tubuh terutama pada bayi dan anak-anak. Sayangnya, plastik jenis ini banyak
digunakan sebagai botol minum anak, kaleng kemasan makanan dan minumanm
aupun kaleng kemasan susu.
- Nylon Merupakan jenis plastik yang kuat dan tidak dianjurkan bersentuhan
dengan makanan dan minuman.
xxxvii
Berdasarkan informasi di atas, dapat kita tarik kesimpulan bahwa jenis-jenis
plastik yang aman untuk kita gunakan sebagai wadah makanan dan minuman adalah
plastik dengan kode angka 2, 4, 5, ABS dan SAN. Untuk jenis-jenis plastik yang lain
sebaiknya hanya digunakan sekali pakai saja.
Plastik adalah hasil pengolahan minyak mentah, sifat-sifat plastik adalah sebagai berikut
:
1. Tidak tembus air;
2. Mudah dibentuk dan dicetak;
3. Ringan;
4. Tidak mudah pecah;
5. Mudah terbakar;
6. Lentur;
7. Tembus pandang;
8. Isolator panas dan listrik
Berdasarkan sifatnya kegunaan plastik adalah sebagai berikut :
1. Bahan dasar wadah, seperti ember, gelas, dan kantong plastik karena sifatnya
yang tidak tembus air dan ringan;
2. Bahan pembuatan payung karena sifatnya yang tidak tembus air;
3. Bahan dasar pembuatan mainan anak karena sifatnya yang mudah dibentuk dan
mudah dicetak;
4. Bahan pegangan peralatan dapur karena sifatnya yang isolator panas;
Proses pembuatan plastik
a. Proses injection molding
Termosplastik dalam bentuk butiran atau bubuk ditampung dalam sebuah hopper
kemudian turun ke dalam barrel secara otomatis (karena gaya gravitasi) dimana ia
xxxviii
dilelehkan oleh pemanas yang terdapat di dinding barrel dan oleh gesekan akibat
perputaran skrup injeksi. Plastik yang sudah meleleh diinjeksikan oleh skrup injeksi (
yang juga berfungsi sebagai plunger) melalui nozzle kedalam cetakan yang
didinginkan oleh air. Produk yang sudah dingin dan mengeras dikeluarkan dari
cetakan oleh pendorong hidraulik yang tertanam dalam rumah cetkan selanjutnya
diambil oleh manusia atau menggunakan robot. Pada saat proses pendinginan produk
secara bersamaan di dalam barrel terjadi proses pelelehan plastik sehingga begitu
produk dikeluarkan dari cetakan dan cetakan menutup, plastik leleh bisa langsung
diinjeksikan.
b. Proses ekstruksi
Ekstrusi adalah proses untuk membuat benda dengan penampang tetap.
Keuntungan dari proses ekstrusi adalah bisa membuat benda dengan penampang
yang rumit, bisa memproses bahan yang rapuh karena pada proses ekstrusi hanya
bekerja tegangan tekan, sedangkan tegangan tarik tidak ada sama sekali. Aluminium,
tembaga, kuningan, baja dan plastik adalah contoh bahan yang paling banyak
diproses dengan ekstrusi. Contoh barang dari baja yang dibuat dengan proses ekstrusi
adalah rel kereta api. Khusus untuk ekstrusi plastik proses pemanasan dan pelunakan
bahan baku terjadi di dalam barrel akibat adaya pemanas dan gesekan antar material
akibat putaran screw.
c. Proses thermoforming Thermoforming adalah proses pembentukan lembaran
plastik termoset dengan cara pemanasan kemudian diikuti pembentukan dengan
cara pengisapan atau penekanan ke rongga mold. Plastik termoset tidak bisa
diproses secara thermoforming karena pemanasan tidak bisa melunakkan termoset
akibat rantai tulang belakang molekulnya saling bersilangan. Contoh produk yang
diproses secara thermoforming adalah nampan biskuit dan es krim.
d. Proses Blow Molding
Blow molding adalah proses manufaktur plastik untuk membuat produk-produk
berongga (botol) dimana parison yang dihasilkan dari proses ekstrusi
dikembangkan dalam cetakan oleh tekanan gas. Pada dasarnya blow molding
adalah pengembangan dari proses ekstrusi pipa dengan penambahan mekanisme
cetakan dan peniupan.
xxxix
Berikut ini adalah contoh aplikasi penggunaan bekisting plastik dalam beberapa proyek
konstruksi :
Gambar 3. Aplikasi Penggunaan Bekisting Plastik Untuk Sloof
Gambar 3. Aplikasi Penggunaan Bekisting Plastik Untuk Pelat Lantai
xl
Gambar 4. Aplikasi Penggunaan Bekisting Plastik Untuk Core Wall
Gambar 5. Aplikasi Penggunaan Bekisting Plastik Untuk Kolom
Material plastik untuk pengganti kayu pada bekisting merupakan ide yang
brillian. Hal ini disebabkan karena plastik memiliki keunggulan yang lebih dari pada
kayu disamping untuk kepentingan pelestarian lingkungan. Berikut ini adalah
keunggulan bekisting plastik:
1. Bebas kelembaban dan tidak mengalami perubahan dimensi atau bentuk.
2. Pemasangan lebih mudah dan tanpa perlu minyak bekisting.
3. Mempercepat waktu pelaksanaan bekisting.
4. Tidak berkarat.
xli
5. Tidak gampang rusak oleh air sehingga cocok untuk konstruksi bawah tanah dan
lingkungan berair.
6. Efisien secara biaya.
7. Kualitas hasil yang lebih baik.
8. Gampang dipasang dan dilepas sehingga mengurangi biaya upah.
9. Daya tahan lama, dapat digunakan 40-70 kali. Ada produk yang dapat digunakan
hingga 1000 kali.
10. Dapat dibor, dipaku, diketam, dan diproses seperti digerjaji.
Terlihat bekisting plastik memiliki banyak keunggulan dibanding dengan bekisting kayu
baik dari sisi mutu, biaya, dan waktu. Bagi Owner dan Perencana, bekisting plastik akan
menurunkan biaya proyek. Sedangkan bagi kontraktor, bekisting plastik akan
mempercepat pelaksanaan. Bagi Pemerintah dan Masyarakat luas, bekisting plastik akan
mengurangi penggunaan kayu secara signifikan sehingga sangat membantu dalam
pelestarian lingkungan.
2.24 karet sintetis
Karet alam hanya dihasilkan oleh negara - negara beriklim tropis, sehingga
produksinya tidak dapat memenuhi kebutuhan karet dunia. Hal ini mendorong negara
-negara Barat untuk melakukan serangkaian penelitian dan produksi karet sintetik.
Karet sintetik pertama dibuat di Jerman disaat Perang Dunia I, yaitu polidimetil
butadiena (karet metil). Produksi karet ini terhenti saat PD I selesai. Komersialisasi
karet sintetik dilakukan dalam tahun 1926, juga di Jerman, dengan nama Buna. Karet
buna dibuat dengan cara polimerisasi butadiena dengan menggunakan natrium
sebagai pencepat ( accelerator) . Sejak saat itu produksi karet sintetik berkembang
pesat, dan dewasa ini karet sintetik memenuhi sebanyak dua pertiga daripada
kebutuhan karet dunia.
Disebabkan kelebihannya dibandingkan karet alam, seperti tahan minyak, karet ini
banyak digunakan untuk pembuatan pipa karet untuk minyak dan bensin, seal,
gasket. Karet CR mempunyai kelebihan tahan api, untuk pembuatan pipa karet,
pembungkuskabel, seal, gasket, sabuk/ban berjalan. Jenis IR yang tahan gas
digunakan untuk campuran pembuatan ban kendaraan bermotor, pembalut kabel
listrik, serta pelapis tangki penyimpan minyak atau lemak
xlii
Karet buatan (sintetis) sebagian besar dibuat dengan mengandalkan bahan
baku minyak bumi. Pengembangan karet sintetis secara besar-besaran dilakukan
sejak zaman perang dunia II. Negara –negara industri maju merupakan pelopor
berkembangnya jenis-jenis karet sintetis. Sekarang banyak karet sintetis yang
dikenal. Biasanya tiap jenis memiliki sifat tersendiri yang khas. Ada jenis yang tahan
terhadap panas atau suhu tinggi, minyak, pengaruh udara, dan bahkan ada yang
kedap air.
SIFAT KARET BUATAN (SINTETIS)
1. Memiliki daya elastisitas atau daya lenting sempurna.
2. Memiliki plastisitas baik, sehingga mudah diolah.
3. Mempunyai daya aus tinggi
4. Tidak mudah panas (low heat build up)
5. Memiliki daya tahan tinggi terhadap keretakan (groove cracking resistance)
Umumnya karet sin tetik diklasifikasikan kedalam 2(dua) kelompok utama, yaitu :
a. Kegunaan Umum
Karet jenis ini sebanyak 60 persen untuk keperluan pembuatan ban pneumatik.
Contoh: karet SBR,poliisoprena,polibutadiena,EPDM. Karet sintetis untuk kegunaan
umum: SBR (Styrene Butadiene Rubber), BR (Butadiene Rubber) atau PR
(Polybutadiene Rubber), IR (Isoprene Rubber).
b. Kegunaan Khusus
Karet jenis ini untuk keperluan pembuatan produk - produk karet yang tahan
terhadap aksi bahan kimia. Contoh : karet - karet IIR,polikloroprena, NBR. Karet
Untuk Kegunaan Umum Karet sintetis untuk kegunaan khusus, seperti karet yang
memiliki ketahanan terhadap minyak, oksidasi, panas atau suhu tinggi, dan kedap
gas. Diantaranya IIR (Isobutene Isoprene Rubber), NBR (Nytrite Butadine Rubber),
CR (Chloroprene Rubber), dan EPR (Etylene Propylene Rubber).
2.2.1 Karet Stirena Butadiena
Karet Stirena Butadiena adalah karet sintetik yang paling populer, merupakan
kopolimer a cak dari butadiena dan stirena (25% stirena dan 75% butadiena) yang
diproduksi dengan cara polimerisasi emulsi
Dibanding karet alam, karet Stirena Butadiena memiliki beberapa kelebihan seperti :
tidak memerlukan proses mastikasi, lebih toleran terhadap ex tender oil tanpa
xliii
menyebabkan terjadinya penurunan sifat ( deteoriozation in properties) , dan
ketahanan terhadap penuaan dan abrasi seperti karet alam, karet Stirena Butadiena
juga tidak tahan terhadap minyak api, karena gugus sisi (stirena) yang besar, maka
karet Stirena Butadiena merupakan polimer amorfus yang tidak menguat sendiri
( self reinforced rubber) , sehingga perlu penambahan pengisi penguat saat
komponding. Seperti karet alam, karet Stirena Butadiena juga divulkanisasi dengan
mengguanakan sistem vulkanisasi sulfur terakselerasi, oleh karena ikatan gandanya
lebih sedikit dibandingkan karet alam maka jumlah hidrogen alilik juga lebih sedikit,
sehingga jumlah sulfur yang dipakai tidak sebanyak yang digunakan untuk karet
alam, tetapi bahan pencepat digunakan lebih banyak
2.2.2 Karet Polibutadiena (Butadiene Rubber/BR)
Dibuat dengan cara polimerisasi emulsi dan larutan, Polimerisasi larutan
menghasilkan karet karet BR yang stereo regular, untuk keperluan pembuatan ban yang
lebih tahan terhadap abrasi ja lan raya, lebih lentur dan resilien dibanding karet alam.
Polimerisasi emulsi menghasilkan polimer campuran yang acak (Cis dan Trans poli
butadiene).
Kegunaan utama adalah sebagai bahan untuk pembuat ban, karena dapat
meningkatkan ketahanan abrasi. Digunakan secara adonan (campuran ) dengan karet
SBR maupun karet alam, kelebihan terutama dalam mengurangi terjadinya
pemanasan dalam (hysteresis) pada produk ban
2.2.3 Karet Isobutilena - Isoprena (Isobutylene - Isoprena Rubber/IIR)
Karet Butil (IIR) terdiri dari k opolimer isobutilena dan Isoprena merupakan
karet yang tidak tahan terhadap minyak dan api, tidak berkutub ( nonpolar) tapi
sangat tahan terhadap beberapa pelarut polar seperti ester fosfat. Karet yang dapat
mengkristal sehingga mempunyai kekuatan gum (vulkanisasi tanpa pengisi penguat)
yang tinggi. Kegunaan utama untuk pipa gas, berbagai barang mekanik, tube dalam
untuk ban pneumatic, produk karet yang terkena sinar matahari, barang - barang
untuk kegunaan suhu tinggi seperti gasket, pipa dan selang radiator,penebalan
kabel,produk tahan bahan kimia atau barang - barang yang tahan terhadap bahan
kimia seperti pembuatan pipa untuk industri kimia
2.3 Karet Untuk Kegunaan Khusus
2.3.1 Karet Akrilonitril Butadiena (NBR)
xliv
Disebut juga dengan karet nitril, seperti karet stirena butadena, diproduksi dengan
cara polimerisasi emulsi. Karet nitril terdiri dari kopolimer butadiena dan akrilonitril.
Jenis karet nitril tergantung kepada kandungan akrilonitril (25 s/d 50%), gugus
akrilonitril (AcN) menyebabkan karet ini berkutub serta tahan terhadap bahan yang
tidak berkutub seperti minyak bumi/minyak mineral, dan gugus akrilonitril pada sisi
tulang belakang molekul karet ini menghalangi terjadinya penghabluran atau
penguatan sendiri . Semakin meningkat kadar akrilonitril, maka semakin baik
ketahanan pengembangan rantai molekul (swelling resistance), suhu peralihan glass
(Tg), kekerasan, kekuatan tarik. Semakin buruk resiliens, sifat - sifat elastisitas
( terutama suhu rendah).
NBR adalah karet sintetis yang paling banyak dibutuhkan. Sifatnya yang sangat baik
adalah tahan terhadap minyak. Karena adanya kandungan akrilinitril
didalamnya.semakin besar akrilinitril yang terkandung maka semakin besar daya
tahan terhadap minyak, lemak, dan bensin tetapi elastisitasnya semakin berkurang.
Kelemahan NBR adalah sulit diplastisasi. Cara mengatasinya dengan memilih NBR
yang memiliki viskositas awal sesuai dengan keinginan namun perlu ditambahkan
bahan penguat serta bahan pelunaksenyawa ester.
2.3.2 Kar et Polikloroprena (CR)
Polikloroprena terdiri dari 88- 92 persen gugus - gugus trans -1,4- kloro-2-
butenilena,7 -12 persen cis - 1,4 dan penambahan 1,2 yaitu 1,5 persen dan
penambahan 3,4,1 persen.
Kehadiran atom klorin yang bermuatan negatif menjadikan polimer ini
berkutub dan tahan terhadap serangan minyak. Kebanyakan kloroprena mempolimer
dalam konfigurasi trans.
Akibatnya suatu polimer yang menguat sendiri dihasilkan. CR banyak
digunakan karena sifatnya yang tahan terhadap serangan ozon, minyak, panas, dan
len tur. Ia juga mempunyai ketahanan kepada cuaca sekitaran. Sifat- sifat dinamik
yang . amat baik,rintangan api dan juga rintangan lelasan. Antara kegunaan CR
dalam industri ialah dalam pembuatan hose tube , hose hidraulik, tube dan penutup
untuk kegunaan industri, dalam automotif untuk pembuatan tube, barangan teracuan
dan tali sawat berprestasi tinggi. Dalam industri pembinaan- pipa gasket, gasket
pelabuhan dan filem untuk bumbung bangunan.
xlv
CR mempunyai ketahanan terhadap minyak tetapi masih kalah dengan NBR.
CR juga memliki daya tahan terhadap oksigen dan ozon di udara bahkan juga
terhadap panas atau nyala api. Pembuataan karet sintetis ini dengan menggunakan
magnesium oksida, seng oksida, dan bahan pemercepat tertentu. Minyak bahan
pelunak ditambahkan ke dalam CR untuk proses pengolahan yang baik.
2.3.3 Elastomer Uretana
Uretana dihasilkan dengan mereaksikan bahan- bahan yang mengandung
hidroksil dengan bahagian yang bersentuhan dengan bahan organik isosianat.
Dengan pemilihan isosianat, poliol dan bahan pematangan yang sesuia, resin
penyalutan, busa uretana,polimer cair dan polimer gam dapat dihasilkan polimer gam
yang digunakan dalam industri karet dibuat dengan mereaksikan poliol yang
berlebih sedikit dengan isosianat. Untuk pematangan dengan sulfur,sedikit monomer
tak jenuh digunakan. Polimer yang terhasil adalah tahan kepada ozon dan
mempunyai sifat - sifat penuaan ya ng baik. Ia juga tahan kepada minyak dan
mempunyai kekeuatan tensil,koyok yang tinggi serta rintangan lelasan yang amat
baik.
2.3.4 Elastomer Polisulfida
Elastomer polisulfida juga dinamakan “Thiokol” oleh Thiokol Chemical
Corporation. Thiokol digunakan dalam pembuatan barangan mekanik dan hose
karena sifat keboleh telapannya yang rendah dan ketahanannya kepada pelarut keton
dan ester. Ia juga digunakan dalam sektor pembinaan dan marina karena ketahanan
cuaca persekitaran yang baik, merupakan polimer yang stabil dan tahan kepada
bahan kimia serta untuk membuat bahan tampal. Polimer polisulfida disediakan
dengan reaksi kimia kondensasi dengan mereaksikan dihalida organik dengan larutan
cairan natrium polisulfida dalam kehadiran agen penyebaran dan pembahasan. Hasil
ini kemudian dibasuh untuk menyingkirkan garam terlarut dan seterusnya
digumpalkan dengan asam.
Peremahan karet memungkinkan pembersihan karet dengan lebih sempurna
dan
memungkinkan tercapainya hasil yang lebih seragam. Kedua sifat inilah kebersihan dan
uniformitas karet sangat penting bagi karet alam, karena justru kekurangan dalam dua
hal ini menyebabkan kurang menariknya karet alam terhadap karet sintetis. Dengan
xlvi
cara peremahan ini maka upgrading karet- karet mutu rendah dapat dilaksanakan
lebih muda.(Sumarno kartowardojo.1970)
2.3.5 IIR (Isobutane isopropene rubber)
Jenis ini sering disebut butyl rubber dan hanya mempunyai sedikit ikatan rangkap,
sehingga tahan terhadap oksigen dan ozon.. IIR juga terkenal kedap gas. Dalam
vulkanisasinya IIR lambat matang sehingga memerlukan bahan pemercepat belerang.
Akibat jeleknya IIR tidak baik apabila dicampur dengan karet alam maupun sintetis
untuk diolah menjadi barang.
Butyl rubber (copolymer of isobutylene and isoprene, IIR), merupakan karet
sintetis yang tahan terhadap ozon, panas, bahan kimia, dan anti tembus udara ataupun
gas dan cairan. Sangat baik digunakan untuk pembuatan ban khususnya untuk inner
liner ban , ban conveyor,lem, alat-alat industri lainnya.
2.3.6 EPR (ethylene propylene rubber)
Ethylene prpylene rubber sering disebut EPDM karena tidak hanya
menggunakan manomer etilen dan propilen pada proses polimerisasinya melainkan
juga monomer ketiga / EPDM. Pada proses vulkanisinya dapat ditambahkan
belerang. Keunggulan EPR adalah ketahananya terhadap sinar matahari, ozon, serta
pengaruh unsur cuaca lainya.sedangkan kelemahanya adalah daya lekat yang rendah.
2.4 Perbedaan Karet Alam dan karet sintetis
Walaupun karet alam sekarang ini jumlah prroduksi dan konsumsinya jauh dibawah
karet sintetis atau karet buatan pabrik, tetapi sesungguhnya karet alam belum dapat
digantikan oleh karet sintetis. Bagaimanapun, keunggulan yang dimiliki karet alam
sulit ditandingi oleh karet sintetis. Ada pun kelebihan- kelebihan yang dimiliki karet
alam dibanding karet sintetis adalah
- Memiliki daya elastis atau daya lenting yang sempurna,
- Memiliki plastisitas yang baik sehingga pengolahannya mudah.
- Mempunyai daya aus yang tinggi,
- Tidak mudah panas (low heat build up) ,d an
- Memiliki daya tahan yang tinggi terhadap keretakkan ( groove cracking resistance)
Walaupun demikian,karet sintetis memiliki kelebihan seperti tahan terhadap berbagai
zat kimia dan harganya yang cendrung bisa dipertahankan supaya tetap stabil. Bila
ada pihak yang menginginkan karet sintetisdalam jumlah tertentu, maka biasanya
xlvii
pengiriman atau suplai barang tersebut jarang mengalami kesulitan. Hal seperti ini
sulit diharapkan dari karet alam. Harga dan pasokan karet alam selalu mengalami
perubahan, bahkan kadang - kadang bergejolak. Harga bisa turun drastis sehingga
merusak pasaran dan merisaukan para produsennya. Kadang - kadang karena suatu
sebab seperti keluarnya peraturan pemerintah di negara produsen yang menginginkan
suatu kondisi tertentu terhadap industri karet dalam negrinya,maka akan
mempengaruhi pasaran internasional. Suatu kebijaksanaan politik entah itu dari
pihak penguasa maupun pemerintah memiliki pengaruh yang besar terhadap usaha
perkarettan alam secara luas.
Walaupun memiliki beberapa kelemahan dipandang dari sudut kimia maupun
bisnisnya, akan tetapi menurut beberapa ahli, karet alam akan tetap mempunyai pngsa
pasar yang baik. Beberapa industri tertentu tetap memiliki ketergantungan yang besar
terhadap pasokan karet alam, misalnya industri ban yang merupakan pemakai
terbesar karet alam.
2.4 Karet Untuk Kegunaan Umum
Karet sintetis dan standar mutunya.
1. Karet Sintetis (Synthetic Rubber / SR)
Karet sintetis sebagian besar dibuat dengan mengandalkan bahan baku
minyak bumi. Biasanya karet sintetis dibuat akan memiliki sifat sendiri yang khas.
Ada yang tahan terhadap suhu tinggi/ panas, minyak, pengaruh udara bahkan kedap
gas.
- Styrene-butadiene Rubber (copolymer of polystyrene and polybutadiene, SBR). Jenis
SBR merupakan karet sintetis yang paling banyak digunakan. Jenis ini memiliki
ketahanan kikis yang baik dan kalor atau panas yang ditimbulkan rendah. Namun
SBR yang tidak diberi tambahan bahan penguat memiliki kekuatan yang lebih rendah
dibanding vulkanisir karet alam. Merupakan karet sintetis dominan untuk pembuatan
ban . Selain itu juga dapat digunakan untuk membuat barang-barang lain seperti sol
sepatu, matras karet, rem, van belt, gasket, mainan anak2, kabel, jaket, barang2
farmasi dll.
- Nitrile Rubber (copolymer of polybutadiene and acrylonitrile, NBR), also
called Buna N rubbers . Memiliki resisten tinggi terhadap minyak, gemuk, dan bahan
xlviii
– bahan kimia lainnya dan dapat tahan terhadap temperatur -40oC s/d 120oC. . Dapat
digunakan untuk sepatu, lem, seal, sponge, sabuk mobil, matras, dll.
- Polybutadiene (BR) , merupakan karet sintetis yang kuat untuk pembuatan side wall
dan thread pada ban, umumnya dicampur dengan karet adalm atau karet SBR untuk
membentuk compound pembuatan thread ban.
- Synthetic Polyisoprene (IR) , memiliki kekuatan yang lemah dibanding BR dan SBR,
baik digunakan untuk proses pencampuran, ekstrusi, pencetakan, dan calendering.
Umumnya digunakan untuk membuat alat-alat olahraga, gasket, shock motor, hoses,
sepatu dan dot baby.
- Chloroprene Rubber (CR), polychloroprene, Neoprene, Baypren etc. Merupakan
elastomer yang dapat digunakan untuk segala tujuan karena memiliki sifat anti ozon,
anti matahari dan oksidasi, tahan air dan bahan kimia dan memiliki sifat kekuatan
tensil yanginggi.
- Halogenated butyl rubbers (Chloro Butyl Rubber: CIIR; Bromo Butyl Rubber: BIIR)
- Hydrogenated Nitrile Rubbers (HNBR) Therban and Zetpol .
Karet Synthetic Rubber yang jenuh yang tidak dapat divulkanisasi adalah sbb:
- EPM (ethylene propylene rubber, a copolymer of ethylene andpropylene) and EPDM
rubber (ethylene propylene diene rubber, a terpolymer of ethylene, propylene and
a diene-component). Merupakan karet sintetis multi fungsi untuk pembuatan tabung,
hose, tali pinggang, kabel, dll.
- Epichlorohydrin rubber (ECO)
- Polysulphide Rubber (T), diperkenalkan pada tahun 1931 sebagai karet tahan minyak
dan pelumas, sehingga baik digunakan untuk pembuatan selang karet (hose) selang
untuk spray. Dapat juga digunakan sebagai segel tangki bahan bakar pesawat.
- Polyacrylic rubber (ACM, ABR) , merupakan karet khusus pertama yang tahan
terhadap minyak panas dan pelumas agresif. Kegunaan utamanya adalam untuk
industri otomotof membuat O-ring, oil seal dan gasket. Selain itu juga untuk pelapis
bahan tekstil, finishing pembuatan kertas dan kulit.
- Silicone rubber (SI, Q, VMQ) , karet silikon berbedan dengan elastomer sintetik
lainnya terutama karena karet ini tidak mengandung unsur karbon organik
melainkan terdiri dari molekul atom silikon dan oksigen. Sifat fisiknya adalah kurang
baik pada suhu ruangan, namun lebih tahan suhu dibanding dengan karet
xlix
hydrocarbonlainnya. Memiliki sifat elektrik yang baik, tahan terhadap cuaca,dan
ozon dan konsisten terhadap warna. Digunakan untuk industri pesawat terbang dan
industri canggih lainnya karena ia dapat tahan pada suhu -100oC s/d 200oC lebih,
selain itu juga digunakan untuk pembuatan conveyor makanana, dan farmasi, serta
barang-barang operasi dan tabung transfusi darah, klep jantung buatan, mesin
pencuci ginjal dan pelapis kabel serta seal.
- Fluorosilicone Rubber (CFM) , merupakan elastomer yang paling mahal dipasaran.
Fungsinya adalah untuk membuat oil seal dan selang karet (hose) yang tahan
terhadap pelumas dan cairan hidrolik pada temperatur tinggi diatas 200 oC sehingga
banyak digunakan untuk industri pesawat terbang. Memiliki karakteristik elektrik
yang baik dan tidakmenyerap air.
- Fluoroelastomers (FKM, and FEPM) Viton, Tecnoflon, Fluorel, Aflasand Dai-El
- Perfluoroelastomers (FFKM) Tecnoflon PFR, Kalrez, Chemraz, Perlast
- Polyether Block Amides (PEBA)
- Chlorosulfonated Polyethylene (CSM), (Hypalon), memiliki sifat khusus yaitu tahan
terhadap oksidasi, sinar ultra violet, cuaca, ozon, zat asam dan bahan kimia lainnya.
Umumnya digunakan untuk melapisi selang karet dan bahan-bahan pelapis elastik
dan anti korosif untuk penerapan di luar ruangan
- Ethylene-vinyl Acetate (EVA) , merupakan copolymer antara ethylene dan vinyl
acetate, yang dapat disilangkan dengan peroxide. Bahan ini resisten terhadap cuaca,
oksige, ozon, panas dan digunakan terutama untuk pembuatan pembungkus kabel
antipanas, oil seal dan bahan tekstil.
2.4 Cara produksi karet buatan
A. Polimerization
Polymerisasi ialah merupakan proses awal dari pembuatan karet sintetik, pada tahap
ini ada tiga motode yang digunakan yaitu emulsion, microemulsion, and suspension
polymerization. Proses ini dilakukan oleh perusahaan-perusahaan besar sekelas Du
Pont, Dow, GE, Ausimont, Daikin and Dyneon.
B. Isolation
Pada tahap ini, backbone polymers diisolasi, dikeringkan, dan dibersihkan. Setelah
tahap ini, maka polimer tersebut sudah siap untuk diolah oleh compounder.
C. Compounding (mixing)
l
Tahap ini merupakan tahap yang paling penting dalam menentukan sifat2 tambahan
dari suatu polimer/karet. Karena pada tahap inilah compounder meracik resepnya
untuk menghasilkan bahan baku yang sesuai keinginannya/pesanan. Pengalaman dan
pengetahuan compounder pada tahap ini sangat krusial untuk menghasilkan material
yang berkualitas.
D. Extrusion/Forming/Premolding
Setelah selesai di mixing, maka material yang masih berbentuk lembaran dibentuk
lagi menyerupai produk akhir supaya dapat dengan mudah diproses pada molding
nantinya. misalnya untuk O-Ring, material tersebut dibentuk menyerupai kabel
panjang.
E. Molding
Proses inilah yang menentukan akan berbentuk seperti apakah produk akhir. dengan
kombinasi panas dan tekanan yang sesuai, maka akan didapat produk akhir yang
sempurna.
F. Flash Removal
Setelah dari proses molding, biasanya pada produk masih terdapat sisa-sisa material
yang menempel, pada tahap ini sisa-sisa tersebut dipisahkan sehingga didapat produk
akhir yang sesusai dengan cetakan.
G. Post Curing
Terkadang pada tahap molding tidak semua proses kimia dapat terjadi dengan
sempurna, sehingga untuk menghabiskan sisa-sisanya dilakukan proses curing.
H. Finishing & Inspection
Setelah selesai diproses, maka produk akhir hendaknya dibersihkan dan dilakukan
pengetesan apakah sudah sesuai dengan harapan atau tidak.
I. Cleaning
Semua proses telah selesai dan produk akhir yang didapat telah sempurna, maka
produk tersebut dicuci bersih dari kotoran-kotoran yang mungkin menempel pada
proses produksi sebelumnya.
J. Packaging
Setelah produk akhir sudah bersih, dan siap untuk dikirim/disimpan. sebaiknya
dimasukan kemasan agar tidak terkontaminasi dari lingkungan luar.
li
Semua proses diatas ialah teoritis, yang mana pada saat dilapangan seringkali
prakteknya tidak sesederhana demikian.
lii
Recommended