PENENTUAN LAJU KOROSI BAJA KARBON MENGGUNAKAN COATING POLIMER HIBRID DALAM LINGKUNGAN GARAM NAMA : JAMES ENRICO T NPM : 140310080030
LATAR BELAKANG Korosi ,permasalahan yang dihadapi perindustrian saat ini .Alat-alat produksi mayoritas menggunakan material logam. Kerugiannya : 1.Produksi (kuantitas dan kualitas) 2.Finansial 3.Lingkungan 4.Kesehatan
pengendalian masalah korosi dan penanggulangannya perlu dilakukan dengan lebih efektif karena korosi tidak dapat dihindari,hanya dapat dikendalikan.
Langkah-langkah penanggulangan
1.Penggunaan baja anti-karat Ongkos produksi tinggi apalagi biasanya dibutuhkan untuk skala besar. 2.pelapisan dengan Kromat Cukup susah dalam proses pelapisan Bersifat karsinogenik 3.Pelapisan dengan polietilen Mudah dalam proses pelapisan tetapi Ketahanan mekanik dan termal kurang baik
Salah satu alternatif pelapisannya : POLIMER HIBRID Gabungan dari dua bahan dalam skala molekul dan biasanya gabungan tersebut terdiri dari bahan organik-anorganik. Keunggulan : Organik Flexibel,tidak mudah patah,mudah dalam pembuatan. Anorganik kestabilan suhu tinggi,transparan dan kestabilan mekanik yang tinggi.
Keunggulan lain Polimer hibrid : 1.Mudah dalam proses pembuatan(suhu ruangan) 2.Ekonomis (skala besar)
Polimer hibrid biasa dipakai sebagai bahan pelapis(coating)dalam industri otomatif (Schottner,2001). Polimer hibrid (monomer TEOS dan MPS) pernah digunakan dalam pelapisan baja.Hasilnya menunjukkan bahan polimer memiliki adhesi yang baik pada permukaan baja dan memiliki proteksi korosi baik.(Chou,at.al.,2001)
KOROSI Degradasi bahan (umumnya logam) atau sifatnya karena bereaksi dengan lingkungan.
# Proses Elektrokimia = Redoks Oksidasi (reduktor)
Fe Fe2 2e Reduksi ( oksidator )
pH > 7
4e
Ph < 7
2 H
O2
2e
2 H 2O
H 2 ( g )
4OH
korosi dapat terjadi karena beberapa proses,antar lain : a)Proses fisis b)Proses khemis c)Proses biologis Faktor penyebab : *Oksigen terlarut *temperatur tinggi *kelembaban udara *karbondioksida terlarut *pH c)Proses biologis
Jenis-jenis korosi :
1.Korosi merata 2.Korosi Erosi 3.Korosi Galvanik 4.Korosi Celah 5.Korosi Lubang 6.Korosi Tegangan
Logam Deret volta/elektrokimia logam berdasarkan kenaikan potensial elektroda Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Bi Cu Hg Ag Pt Au
Potensial elektroda semakin ke kiri,logam semakin mudah melepas elektron ( oksidasi ) *negatif. Potensial elektroda semakin ke kanan,logam semakin susah melepas elektron (reduksi) *positif.
Teknik Pencegahan Korosi 1.Proteksi katiodik 2.Coating 3.Pemakaian bahan-bahan inhibitor
“
coating : metode pelapisan logam dengan suatu bahan agar logam tersebut terhindar dari korosi “
Pelapisan menggunakan Polimer hibrid
Identifikasi Masalah 1.Bagaimanakah pengaruh lapisan polimer hibrid dengan campuran inhibitor organik terhadap laju korosi baja karbon API 5L X65 ? 2.Bagaimanakah struktur morfologi lapisan Tanpa dan setelah uji korosi? Tujuan Penelitian 1.Menentukan laju korosi baja karbon API 5L X65 setelah dilapisi polimer hibrid dengan campuran inhibitor organik. 2.Melihat struktur morfologi lapisan setelah uji korosi dengan Scanning Electron Microscope(SEM)
Kegunaan Penelitian
1.Penggunaan bahan polimer hibrid dapat dikembangkan ke pemanfaatan lainnya. 2.Dapat dimanfaatkan industri-industri dalam proteksi korosi pada alat-alat produksi yang menggunakan material logam.
Tahapan-tahapan Penelitian
1.Pembuatan bahan pelapis baja 2.Pelapisan Baja 3.Uji korosi dengan metode elektrokimia dengan teknik potensiodinamik menggunakan alat potensiostat. BATASAN MASALAH
Uji korosi dengan metode elektrokimia dengan teknik polarisasi potensiodinamik dengan konsentrasi polimer hibrid 40%,25%,18% di suhu kritis 75 derajat celcius dalam larutan NaCl 3.5%
1.Pembuatan bahan pelapis monomer GLYMO
Polimer hibrid diperoleh dari sintesis GLYMO(3 glisidiloksipropil trimetoksisilan) a.Dilarutkan ke dalam pelarut etanol b.Memasukkan katalis asam klorida(Mempercepat reaksi) c.Monomer,etanol,aquades 1:4:1 d.Purifikasi dengan menambahkan kloroform (mencairkan), aquades(menghilangkan sisa monomer,aquades,katalis yg tidak bereaksi) e.Aduk dengan magnetic stirrer,didiamkan,terbentuk 2 lapisan,ambil lapisan monomer dlm kloroform (dilakukan berulang sampai Ph =7 f.Larutan monomer diaduk kembali untuk menghilangkan pelarut kloroform(menguap) Larutan gel bening = prekursor polimer hibrid
2.Pelapisan bahan
Preparasi baja Baja dipotong menjadi substrat.substrat di polish dengan kertas amplas ,dibersihkan dengan aseton dan air. Lapisan tipis polimer hibrid dideposisi pada permukaan baja karbon solution casting.
3.Uji korosi dengan metode elektrokimia dengan teknik potensiodinamik menggunakan potensiostat.
Elektroda kerja :baja Elektroda bantu:platina Elektroda acuan:kalomel jenuh
Larutan elektrolit : NaCl 3.5 % Kondisi kritis : 75 Celcius Dalam larutan uji dipergunakan potensial DC kurang lebih 50 mV relatif terhadap nilai potensial korosi.Kurva polarisasi potensiodinamik dipindai dengan laju sapuan konstan pada 0.2 mV/s
1.Baja dilapisi polimer hibrid (Sudah dicampur dengan inhibitor organik saat pembuatan) dengan konsentrasi 40%,25%,18%,blanko. 2.Tes gores pada tiap baja. 3.Uji SEM sebelum uji korosi. 4.Pengolahan data
Percobaan 1.Potensiostat Alat untuk mengontrol potensial yang dibberikan antara elektroda kerja dan pembanding dan mengukur besarnya arus yang mengalir antara elektroda kerja dan pembantu. 2.Sel korosi Alat untuk eksperimen dimana terdapat elektroda kerja ,pembantu,pembanding. 3.Echem suatu program yang dipakai dalam mengolah data sehingga diperoleh nilai parameter yang dibutuhkan dalam penentuan laju korosi
Teknik Polarisasi Potensiodinamik
Menganalisa kelakuan korosi suatu logam pada lingkungan tertentu dari arus dan tegangan. Logam oksidasi Lingkungan reduksi Sampel logam dapat bertindak sebagai anoda/katoda. E Jika logam dialiri potensial yang lebih positif dari ArusAnodik(polarisasi anodik) Jika logam dialiri potensial yang lebih negatif dari E arus katodik(polarisasi katodik) karakterisitik polarisasi sampel mengambarkan arus tanggap sebagai fungsi dari potensial terapan. Aluran arus anodik kurva polarisasi anodik potensiodinamik Aluran arus katodik kurva polarisasi katodik potensiodinamik corr
corr
Persamaan tafel menentukan laju proses korosi logam Parameter yang diperlukan yaitu yang merupakan Potensial polarisasi ( Selisih potensial logam yang tercelup dalam larutan terhadap potensial korosinya.
untuk menyatakan laju proses korosi. Aluran terhadap Log I baik pada proses anodik & katodik akan berupa garis lurus dengan kemiringan sama dengan tetapan tafel.
Tetapan ini digunakan untuk menentukan rapat arus korosi yang berbanding langsung dengan laju korosi yang ditunjukkan pada bersamaan : nF nF a exp . ac c I Icorr exp . a RT RT
Jika
berharga positif,arus katodik diabaikan I
Icorr exp(
a
nF RT
a )
Atau :
a
2.303 RT
a nF
a a log
log I
I a I corr
2.303 RT
a nF
log I corr
Jika berharga negatif,maka arus anodik diabaikan c
c log
Persamaan tafel
a
a
&
I c I corr
berturut-turut kemiringan /tetapan
c 2.3
RT
a nF
, c
2.3
RT
c nF
Tahanan polarisasi Rp adalah Tahanan spesimen terhadap oksidasi selama diberi arus luar. RP
a c 2.3( a
1
c ) I corr
Kurva ekstrapolasi polarisasi tafel (Perez,2004)
Dalam metode polarisasi potensiodinamik, Nilai tahanan polarisasi (Rp) Potensial korosi(E corr) Tetapan tafel anodik Tetapan tafel katodik Berasal dari ekstrapolasi kurva polarisasi dengan metode tafel (software kontrol potensiostat) A =28 gr./mol.ekiv
Icorr
r
a b 2.303( a
3.27.10
3
Ae
1
b )
Icorr
RP
VII.WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN Penelitian ini dilakukan pada april 2012 sampai dengan Juni 2012 di Laboratorium Fisika Material jurusan fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Padjadjaran Jatinangor untuk prepasi bahan serta pembuatan lapisan polimer hibrid,uji korosi dilakukan di laboratorium korosi jurusan kimia Institut Teknologi Bandung dan uji kualitatif morfologi lapisan menggunakan SEM di P3GL Bandung. Adapun jadwal rencana kegiatan ini sebagai berikut:
